JP2990211B2 - クラミジアワクチン及びその製造方法 - Google Patents

クラミジアワクチン及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はクラミジア抗原に対するワクチン、そのワク
チンの製造法、およびクラミジアに対してヒトまたは動
物を免疫化する方法およびクラミジア感染をアッセイす
る方法に関する。クラミジア感染は主に粘膜表面上に起
こり、結膜、生殖器、呼吸器および新生児感染などの種
々のグループがある。感染の病原体は真核細胞の偏性細
胞内細菌性寄生をおこすクラミジアである。この属には
3つの遺伝的に異なった種が存在し、形態学的、細胞内
発育環および抗原応答にある種の類似性が存在する:ク
ラミジア トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、
クラミジア シッタシ(Chlamydia psittaci)および
クラミジア ニューモニエ(Chlamydia pneumonia
e)。
C.トラコマチスによる感染はヒトに限られている。主
外膜蛋白質(MOMP)の抗原的変異に基づいて15の血液型
亜型(serovar)に区別されている(Grayston およびW
ang,J.Infect.Dis.,132:87,1975)。血液型亜型D−K
は性的に伝染される性病の最も一般的な原因となってい
る。内輪に見積もってもクラミジアの性的感染による40
0万以上の患者が米国で毎年発生し、全ての他の性的伝
染疾患を合わせたものよりも多くなっている。この疾患
には非淋菌性尿道炎、粘膜膿性子宮頸管炎、急性副睾丸
炎、異所性妊娠および骨盤炎症性疾患(PID、子宮内膜
炎、卵管炎、子宮傍組織炎および/または腹膜炎)が含
まれる。女性への感染はとくに深刻な害をあたえるであ
ろう:毎年米国でこの微生物により引き起こされる骨盤
炎の25万人の患者のうち10%が不妊症になる。クラミジ
ア感染した母親から生まれた幼児は封入性結膜炎および
肺炎を発症する高い危険率を持っている。C.トラコマチ
ス血液型亜型A、B、BaおよびCは結膜上皮細胞の感染
であるトラコーマをおこす。慢性および二次感染は上皮
下リンパ球の浸潤を誘導して濾胞を形成し、角膜への腺
維芽細胞および血管の浸襲は失明を導く。一方、まぶた
の瘢痕形成および形態異常によって、睫毛により角膜が
いつもこすられるため角膜混濁および失明を起こすであ
ろう。全世界に約5億人のトラコーマ患者がいて、その
併発症のため7から9百万の間の人が盲目であり、予防
できる失明においての世界での主要な原因となってい
る。活動的なトラコーマの罹患率は低年齢で高い。8千
万人の子供が治療を必要としている。中東、北アフリ
カ、南アジアおよび北インドにおいて非常に重要な健康
問題となっている。
C.シッタシは主として動物および鳥に影響を及ぼす。
それは酪農、羊毛および食肉工業に大きな経済的衝撃を
与えてきており、今日でも続いている。哺乳類種からは
9の血液型亜型が存在する(7つの血液型亜型は鳥類種
から、2つの生物型はコアラから)。哺乳類血液型亜型
1、2、3および9はウシおよびヒツジに感染して胎盤
および胎児感染からの広範囲の障害および他の繁殖上の
問題を起こす(多発生関節炎、脳脊椎炎、結膜炎ならび
に腸感染が挙げられる)。ワクチンを製造する多くの試
みが行われてきたがあまり成功したとはいえない(Schn
orr,J.Am.Vet.Med.Assoc.195:1548、1989)。血液型亜
型4、5および6はブタにおいて流産、肺炎および多発
生関節炎を起こす。血液型亜型7はネコ結膜炎、鼻炎お
よび肺炎のクラミジア株を表し、血液型亜型8にはモル
モット封入体結膜炎が含まれる。鳥類種は鳥取扱者およ
び家禽加工作業者にしばしばヒト感染を起こす。
C.ニューモニエは新しく同定された種である。現在ま
で一つの血液型亜型が同定されている、TWAR(Graysto
n、ヒトクラミジア感染の第7回国際シンポジウム プ
ロシーディング、89ページ、1990)。現在までの証拠は
C.ニューモニエがヒトからヒトへ伝搬される主たるヒト
病原体であり、成人で肺炎を罹患した群の約10−20%に
関係していることを示唆している。それは肺炎、気管支
炎、咽頭炎および副鼻腔炎のようなヒト呼吸器疾患の主
原因物質になってきており、反応性関節炎の原因となる
可能性もある。疾患は、病院、軍隊および家庭内で流行
した。多くの国での血清学的知見から50−55%の成人が
TWARに対する抗体を持っていることが示され、それはC.
ニューモニエに対して特異的であった。それはまた新生
児においての細胞による病気の主たる原因である。年を
とったヒトおよび慢性疾患を持つヒトに感染すると重篤
な病気を引き起こし、死に至る時もある。
クラミジア感染の病因はまだよく理解されていない。
異なった個体がこれらの血液型亜型により感染された場
合異なった臨床発現を示すことが昔から知られている。
それは宿主免疫応答の変異によるものらしいと説明され
てきた。種々の近交系(inbred)マウスにおいての合成
Th/B細胞エピトープに対する免疫学的応答が異なってい
ることが示されており、Tヘルパーエピトープは複数の
主組織適合性複合体に関係して認識されることを示して
いる。
クラミジア浸襲の標的は典型的には宿主の上皮細胞で
ある。しかし、クラミジア基本小体(EB)(胞子様で球
形の粒子、直径約300nm)がどのようにして宿主細胞に
入っていくのかは未だ確かではない:受容体−仲介エン
ドサイトーシス、および/または非特異的親和性吸収。
2つの蛋白質、C.トラコマチスの18および32kDがヒータ
299細胞膜試料に結合することが報告されている。最
近、他の熱不安定性膜蛋白質(38kD)がヒーラ細胞株へ
の結合に提案され、リガンド様機構を示唆した。また、
クラミジアは広範囲の哺乳類細胞にインビトロで感染す
る能力を持つため、感染の確立に対していくつかの接着
機構が存在しなければならないことも提案されている。
主要外膜蛋白質はそのような付着因子であることが提案
されている。最近、クラミジア微生物の表面上に存在す
るヘパリン表面様グリコサミノグリカンが宿主細胞への
付着に必要とされていることが示された。宿主細胞上の
受容体もまた研究された。EB特異的結合のトリプシン感
受性からヒーラ細胞からの18,000および31,000kD蛋白質
が受容体であると示唆された。また、C.トラコマチスお
よびC.ニューモニエがヒーラ細胞の脂質に特異的に結合
することも示された。核磁気共鳴スペクトロスコピ分析
一および原子衝撃質量スペクトロメトリーからそれがホ
スファチジルエタノールアミン(PE)であることが示さ
れた。同時に、ガングリオ系糖脂質がEBに特異的に結合
することが見いだされた。これらのすべての発見は上皮
宿主細胞によるエンドサイトーシスの機構は未だに不確
かであることを示唆している。宿主細胞によるエンドサ
イトーシスにより一度EBが入り込むと、条件に依存し
て、それらは代謝的に活性な非感染性網状体(RB)へ転
換される。RBの最初の目的は宿主代謝物を利用する2分
裂による細胞内複製である。これは膜結合小胞内で起こ
り、封入と称されている。この封入(エンドソーム)に
より宿主細胞のライソソームとの融合に抵抗できる。各
々のRBから結果として1つまたはそれ以上のEBを生じ、
それらは別の感染環を開始できる。宿主細胞は封入体の
放出により溶解されるか、または排除体エキソサイトン
により障害を受けない。表面抗原は食作用およびファゴ
リソソーム融合の回避の両方に関与していると考えられ
ている。
クラミジア感染の治療は抗生物質の投与に頼ってい
る。このことは診断およびスクリーニングの適切なタイ
ミングに依存する感染の初期段階で有効であることが証
明されている。問題は感染が無症候であろうことであ
る。ほとんどの患者はその存在をある期間は認識しな
い。性器感染の場合のような慢性段階においては、サル
感染モデルにおいて生殖路の損傷をほとんど防止するこ
とができないことが示されている。
全微生物または微生物のサブユニットを用いるワクチ
ンがトラコーマ生物型のメンバーにより起こされるクラ
ミジア感染を防止する試みに使用された。しかしなが
ら、これらの試みは一部にはワクチンへの反応における
宿主の過敏症のためうまくいかなかった(Grayston et
al,Clini.Med.J.(中華民国)8:312,1961,Wang et
al,1967,Am.J.Opthalmol.63:1615,Schachter,Pathol.Im
munopathol.Res.8:206,1989)。感染に伴う病因論は遅
延型過敏症の過程であると信じられている。ヒトの度重
なる再感染による慢性炎症は結膜浸潤、トラコーマの盲
性後遺症およびファロピアン管の瘢痕化(不妊および異
所性妊娠を導く)に重要な役割を持っていると考えられ
ている。基本小体の表面抗原に、予防的抗原を同定する
ための研究の試みの焦点があてられてきた。
クラミジアの表面化合物は宿主細胞および宿主の免疫
系と活発に相互作用する。それらは付着、エンドサイト
ーシスおよび免疫応答を説明するものと信じられている
が、しかし、これらの相互作用の正確な性質および制御
についてはまだ完全には理解されていない。C.トラコマ
チス、C.シッタシおよびC.ニューモニエのいくつかの異
なった抗原性化合物が研究されてきた(同定、特徴付け
およびクラミジア感染における機能)。さらに、感染機
構の決定および予防のための抗原の決定が重要である。
表面に頭を出している抗原は、免疫および他の防御系に
アクセスできるのでほとんどの研究者の主たる標的であ
る。最も活発に研究された抗原には主外膜蛋白質(MOM
P)クラミジアリポポリサッカライド、60−kD熱ショッ
ク蛋白質(HSPO 60)付着因子および外抗原と称されて
いる糖脂質外抗原(GLXA)が含まれている。
クラミジアの外膜中にシステインが豊富な三つの蛋白
質、57、40および12.5kDが存在し、それらはグラム陰性
菌のマトリックス蛋白質と似ている。57および12.5kD蛋
白質は細菌RBの複製型中には観察できない。40kDの主外
膜蛋白質(MOMP)は伝染性EDおよびRBの両方に豊富に存
在する。RBにおいて、この蛋白質は細孔形成蛋白質とし
て機能でき網状体のために栄養交換を可能にする。遺伝
的および分子的特性付けはこの蛋白質が五つの不変部セ
グメント間に広がった四つの可変セグメント(VS)から
なっていることを示している。これらの可変セグメント
は表面に頭を出しており血液型亜型、亜種および種特異
性の決定基を持っている。
この蛋白質への免疫応答研究は主として精製蛋白質で
動物を免疫することにより実施される。インビトロ中和
実験は細胞培養物を感染させるのにMOMPおよびEBに特異
的なポリまたはモノクローナル抗体の混合物を用いて実
施された。これらの実験はMOMP蛋白質または一つの単一
エピトープに特異的な抗体が細胞培養物中での封入体形
成を阻害していることを示している。中和化の機構には
付着または挿入の阻害は含まれておらず、むしろ内部移
行後の過程を妨害しているようである。血液型亜型Bの
全基本小体から発生させたモノクローナル抗体を用いる
と、免疫的に接触可能なMOMPエピトープをドットブロッ
トアッセイにおいて認識するモノクローナル抗体がサル
の眼の微生物の感染性を中和した。この防護は血液型亜
型特異的であった。モノクローナル抗体のFab断片を用
いた後の実験において、1価Fabはシリアンハムスター
腎臓(HaK)細胞への付着を阻害することにより感染を
中和していることがさらに示された。防護が2価IgGの
凝集のためではないことが確認された。MOMPのT細胞エ
ピトープもまた研究されてきた。T細胞増殖応答が、血
液型亜型A MOMPの一次配列を表す重複合成ペプチドの
存在下MOMPで免疫したA/Jマウスから得られた脾臓T細
胞で観察された。T細胞応答を生み出す合成ペプチドは
可変領域(VD)VD IおよびVD IVに位置する表面一接触
可能血液型亜型一特異的エピトープに対応している。同
様の方法を用い、BALB/cByJマウスにおいてVD III断片
がT細胞依存性であることが観察された。MOMPの二つの
エピトープ(一つは保存Tヘルパー細胞エピトープであ
り、他方は血液型亜型A特異的中和エピトープである)
に由来するキメラT/B細胞ペプチドを用いてもそのこと
が示された。このペプチドで免疫した何匹かのマウスは
高力価の血清中和抗体を産生した(一方、他のマウスは
産生しなかった)。MOMPは最も精力的に研究された表面
抗原であり、実験動物で中和抗血清が産生されているけ
れども、免疫応答に関してはまだ解決されていない多く
の問題が残っている。例えば、感染の中和は血液型亜型
特異的であるためワクチンの候補としては制限がある。
中和はまだインビトロの研究に限られており、MOMPまた
は既知のキメラエピトープでの免疫によるインビボでの
説得力のある防護結果が得られていない。
クラミジア属特異的抗原は糖脂質であることは昔から
知られていた(Dhir et al,J.Immunol.109:116−122,
1972)。かなり後になって、クラミジアのEBおよびRBの
両方の外膜にリポポリサッカライド(LPS)が存在する
ことが観察された。それはRe化学型の腸内部菌性LPSと
類似の化学構造を持っていた(Nurminen et al,Scien
ce,220:1279−1281,1983)。血液型亜型L2のEBで免疫す
ることにより製造されたモノクローナル抗体はクラミジ
アのLPSに対して特異的であり、N.ゴノルホエ(Gonorrh
oeae)、S.チフィムリウム(typhimurium)または大腸
菌のLPSを認識しない。しかしながら、S.チフィムリウ
ムRe LPSまたは脂質Aにより産生される抗体はクラミ
ジアLPSを認識した(Caldwell and Hitchcock,Infec
t.Immun.,44:306,1984)。このことはクラミジアLPSは
他のグラム陰性菌と比較して独特の抗原性領域を持って
いることを示している。更なる特性付けにより、クラミ
ジア特異的領域は、そのサッカライド部分に−kDo(2
−8)−kDo(2−4)−kDo(kDO3)の配列の3一デオ
キシ−D−マンノ−2−オクツロン酸(KDO)が含まれ
ていることが示された。2.8の連結部分はクラミジアLPS
の構造特性である。発生環の間の外膜上のLPSの分布お
よび再局在に関する研究が実施されてきた。モノクロー
ナル抗体による免疫染色により、発生環の間LPSは膜に
ゆるく結合されており、培地内に脱落することはないこ
とが示された。
クラミジアLPSはそれが表面に豊富に存在し、抗原性
であるのでワクチンの候補としては理想的な抗原である
と考えられた。LPSは感染の初期段階での重要な病毒力
の強い決定因子として信じられており、それに対して特
異的な抗体はクラミジア感染を解明することにある役割
を果たしている。しかしながら、LPSの生物学的機能ま
たはそれに対する免疫学的応答についてはほとんど知ら
れていない。LPSに特異的である抗体はクラミジア感染
の診断及びLPSの位置付けに有用なだけであって、感染
の解決には有効ではないようである。
他の属特異性クラミジア抗原は57から60および75kD蛋
白質であり、それらは熱ショック蛋白質(HSP)ファミ
リーに関連ものとして同定されている。このことはこれ
らの蛋白質をコードしているオペロンの配列と大腸菌ま
たはB.メガテリウム(megaterium)のgroEストレス応答
オペロンと比較することにより決定された。57kD蛋白質
の抗原性の同一性は抗HSP−60抗血清との反応により確
認された。60kD蛋白質はモルモットにおいて眼の過敏性
応答を惹起し、主として単核マクロファージおよびリン
パ球細胞性浸潤により特徴付けられる(Watkins,et a
l,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:7580,1986,Morrison e
t al,S.Exp.Med.169:663,1989)。これはクラミジアの
眼感染において抗原が遅延型過敏症に関与することを示
した最初の例である。ヒトクラミジア疾患においてこの
蛋白質が免疫病原性応答の刺激に本当に含まれているか
どうかはまだ決定されていない。PID、異所性妊娠およ
びファロピアン管不妊症の女性からの血清は一定のパー
セントでクラミジアHSPO−60熱ショック蛋白質と反応す
る高い抗クラミジア抗体を持っている事を示す証拠が存
在する。しかしながら、全ての患者の血清がそれと反応
するクラミジアの高い力価を持っているわけではなく、
HSP−60は表面に暴露されていないかまたは抗原性はMHC
に制限されていることを示唆している。
75kD蛋白質はクラミジア微生物の熱ストレスの間に優
先して転写されることが観察されている。75kD蛋白質に
対して高められたウサギからの単一特異性抗体は、イン
ビトロにおいて微生物に結合し感染を中和することが観
察された。それは外膜に頭を出した抗原である。
属特異性糖脂質エキソ抗原(GLXA)は初めはクラミジ
ア感染細胞培養物の上清から単離された(Stuart and
MacDonald,CurrentMicrobiology,11:123,1982)。そ
れは最近化学的、生物学的および血清学的に特徴付けら
れた(Stuart and MacDonald,ヒトクラミジア感染の
第6回国際シンポジウムのプロシーディング,p167,Stua
rt et al,Immunology,67:527,1987)。マススペクト
ルによる分析はGLXAはポリサッカライドを含んでいるこ
とを示しており:グロース(gulose)(グルコースでは
なく)、マンノースおよび可能性としてガラクトース、
一方脂質成分は鎖長C17およびC18:1の脂肪酸であった。
その構造にはKDOまたは脂質Aは存在しなかった。それ
はインビトロンでの増殖サイクルの間に感染細胞で産生
され、放出される。特異的に結合されたモノクローナル
抗体を検出するためにコロイド状金一複合ヤギ抗マウス
第二抗体を利用した透過型電子顕微鏡によりGLXAは感染
後48時間後にはほとんど細胞外にあることが明らかにさ
れ(Stuart et al,Immunology,74:747,1991)、それ
はクラミジアLPSで観察されたものとは異なっていた。
臨床的に鼠径リンパ肉芽腫(LGV)と定義された患者か
らのヒト血清はGLXAを認識するIgG抗体を含んでおり(S
tuart and MacDonald,Immunology,68:469,1989)天然
の感染における免疫接触可能性を示している。しかし、
クラミジア感染におけるその機能およびそれに対する免
疫応答についてはほとんど情報がない。クラミジア抗原
への全免疫学的反応に良くわかっていない。クラミジア
が宿主免疫監視系をどのようにして巧みに避けるのかは
まだわかってはいない。感染ヒト患者においてクラミジ
ア抗原に特異的であることが観察されている抗体は後で
の感染をほとんど防護しなかった。クラミジアは主とし
て粘膜表面を冒すが、それに対するIgA免疫性の臨床的
関連は完全には記載されていない。クラミジアワクチン
の可能性はS−IgGA応答、細胞媒介応答および可能性と
しての体液性(humoral)を含むであろう保護的宿主防
御を生み出すことに依存している。さらに、この抗原を
多量に産生するための能力から、合成および/またはキ
メラ抗原が選択される方法であろうことが示唆される。
イディオタイプが1974年のジェームネットワーク理論
に従って精力的に研究された。彼の主たる提案の一つは
イディオタイプ−抗イディオタイプ相互作用のネットワ
ークを通した免疫系の自己制御である(Jeme,1974)。
単一の抗体分子上のイディオタイプは分子レベルで任意
の外来のまたは自己エピトープを模倣することができる
(すなわち、“内部像”(internal image)である)。
イディオタイプへの抗イディオタイプ抗体結合の阻害
がFv(変異断片)およびFab間で同一であることを示し
ている研究により、単一イムノグロブリン分子のすべて
のイディオタイプはFv領域に位置していることが観察さ
れている(Givol,1991)。一般的に、抗イディオタイプ
抗体は三つの型、Ab2α、Ab2βおよびAb2εに分割され
る。Ab2βのみが相補性決定領域に結合し、よってこれ
のみが抗原の内部像となりうる。内部像又は性質を示し
ているAb2の存在は以下の範疇に忠実でなければならな
い;(1)Ab1上へのおよび別の種からの他の抗−名目
抗原抗体への結合並びに他の抗体に対するAb2の反応性
の欠如;(2)特異的抗原、名目抗原へのAb1の結合の
阻害、および(3)抗原への前もって暴露なしで、動物
において抗−抗原特異性を持つAb3の合成を惹起する能
力(Ertl and Bona,1988)。
インビボでの抗イディオタイプ抗体の重要な役割は多
くの実験で示されている。抗イディオタイプ抗体の投与
は異なった影響を惹起することが観察されている:特異
的イディオタイプへの応答の抑制または促進(Hart,197
2,Kennedy,1983)。自己免疫において、それは確かに重
要な役割を果たしている。多くの自己免疫疾患に付随す
る病理学は(少なくとも一部は)自己免疫抗体と抗イデ
ィオタイプ抗体の直接イディオタイプ−抗イディオタイ
プ相互作用によるものであるらしい。特異的抗体のイデ
ィオタイプ的特異性は、特異的ハプテン結合がイディオ
タイプ認識を阻害できることを示すことにより最初に特
徴付けられた。内部像の正当性を支持する最初の実験
は、細胞表面受容体を同定するためのプローブとして抗
イディオタイプを用いてSegeおよびPetersonにより1978
年に示された。
現在、模倣するための正確な分子に基づいた最良の情
報は、イディオタイプ−抗イディオタイプ複合体のX線
結晶学から得られる。抗体の分子模倣の基礎はレオウイ
ルス系のような本来の蛋白質へ相同的な局所配列である
か、またはほとんどの場合、蛋白質のヘモグロビン−ミ
オグロビンファミリーにあるような完全に異なったアミ
ノ酸配列からの同一のコンホメーションであろう。後の
研究におけるX線結晶学および配列データは、141のア
ミノ酸の中の137が異なっている蛋白質でも同一の機能
的コンホメーションが仮定できることを示した。抗リゾ
チーム抗体および抗イディオタイプにおけるイディオタ
イプ−抗イディオトープ複合体の結晶構造の研究は個々
のイディオトープが13のアミノ酸残基から成っており、
ほとんどが相補性決定領域からきているが、そのVL領域
の第三読み枠領域からの3つの残基を含んでいることを
示した。これらの残基の7つは抗リゾチーム抗体のパラ
トープと共通であり、イディオトープおよび抗原結合部
位間の有要な重複を示している。イディオタイプは、B
細胞発育、体細胞突然変異およびB細胞のクローンの運
命を追うためのクローンマーカーとして発見されおよび
了解されているので、免疫応答の特性付けおよび操作に
独特の道具であってきた。それらは生殖細胞株V遺伝子
のための表現型マーカーとして使用されてきた。ウイル
ス、細菌または寄生虫のような外部病原体の内部像を生
じる抗イディオタイプ抗体は、ワクチンのための代理抗
原として使用されてきており、およびB細胞リンパ腫お
よび脳脊髄炎のような自己免疫疾患の治療に使用されて
いる。
本発明に先立って、炭化水素抗原を模倣するため抗−
抗−イディオタイプイディオタイプ抗体を用いる中和抗
体の産生が細菌系で行われている、Scnriver et al,
J.of Immunol,144:1023,1990。従って、クラミジア感
染からの免疫化を提供できる属特異性ワクチンを製造す
る手段を提供することが望まれているあろう。また、そ
のようなワクチンを多量に製造する手段を提供し、ワク
チンの有効性を増す方法を提供することも望まれている
であろう。
図の簡単な説明 図1はモノクローナルGLXA−Ab1へのモルモット抗血
清の結合曲線である。図2は免疫吸着前後の正常マウス
IgGに対するモルモット抗−モノクローナルGLXA−Ab1Ig
G抗血清の結合曲線である。
図3は吸着されたモルモット抗イディオタイプ抗血清
によるGLXAへのモノクローナルGLXA−Ab1の結合の阻害
を示す曲線である。
図4はモルモット抗イディオタイプIgGの分画化を示
す曲線である。
図5はモルモット抗イディオタイプイソタイプによる
GLXAへのモノクローナルGLXA−Ab1の結合の阻害を示す
曲線である。
図6はモルモット抗イディオタイプIgGへのウサギ抗
−抗−イディオタイプ抗体の結合を示す曲線である。
図7はウサギGLXA−Ab3によるGLXAへのモノクローナ
ルGLXA−Ab1の結合を示す曲線である。
図8は霊長類からのクラミジア特異性リボソームRNA
の検出を示す曲線である。
図9は臨床疾患スコアにより眼感染へのGLXA−Ab3 I
gGの効果を示す曲線である。
図10はハイブリドーマクローンによるGLXAへのモノク
ローナルGLXA−Ab1の結合の阻害を示す曲線である。
図11はモノクローナルGLXA−M Ab2へのクラミジア
患者抗血清の直接結合を示す曲線である。
図12はウサギ抗血清がモノクローナルGLXA−M Ab2
を認識することを示す曲線である。
図13はモノクローナルGLXA−M Ab2での免疫化によ
るクラミジア感染からのマウスの保護を示す曲線であ
る。
図14は多量の眼感染後のGLXA−Ab2IgGによる保護曲線
である。
図15はマウスクラミジア感染の防護に対するalumと効
果を示す曲線である。
図16AおよびBはモノクローナルGLXA−M Ab2での免
疫化後の眼感染の経時変化の曲線を示している。
特定の実施態様の説明 本発明は、クラミジアに対して動物を免疫できおよび
動物においてクラミジア感染を中和できる、GLXAを認識
する抗−抗−イディオタイプ(以下GLXA−Ab3)抗体を
動物において抗−イディオタイプ抗体(以下GLXA A
b2)が産生できるという発見に基づいている。さらに、
有用なイディオタイプ抗体はポリクローナル抗体または
モノクローナル抗体の両方であることが本発明に従って
見いだされた。さらに、GLXA−Ab2のこれらの活性は驚
くべきことにその前のもの、イディオタイプ抗体(以下
GLXA−Ab1)(それからAb2が得られる)、がクラミジア
感染に対しての免疫化または中和に有意な活性をもって
いないにも関わらず得られた。
GLXA−Ab2を用いて糖脂質抗原を模倣するため、本発
明は胸腺非依存性抗原の胸腺依存性免疫原への変換のた
めの別の戦略を提供する(イディオタイプワクチンは蛋
白質であるため)。本発明に従ったクラミジア抗原(GL
XA)を模倣するGLXA−Ab2の有効性は重要である:
(1)GLXA上に存在する炭化水素エピトープに付随する
免疫学的機構の評価(2)付着および宿主細胞の食作用
のようなクラミジア感染におけるその機能、そして
(3)宿主細胞のGLXA特異性受容体を同定のするための
必須の道具を提供する。また、クラミジアワクチンを産
生する手段も提供する。
モノクローナルGLXA−Ab2は免疫原であり(すなわ
ち、免疫応答を惹起することができる)、抗体および/
またはB細胞またはT細胞の細胞表面受容体であれその
応答の生成物と特異的に結合する。以下の実施例1およ
び図16Aおよび16Bに議論されている再試験実験に示され
ているモノクローナルGLXA−Ab2への迅速な応答および
その記憶はT細胞応答が刺激されたことを示している。
このことはTヘルパー細胞が抗原決定基(エピトープ)
に応答していることを意味しており(それはGLXAエピト
ープと異なっている)、GLXAを結合しGLXA−Ab3の抗体
受容体を産生するB細胞の刺激に関与している。さら
に、Tヘルパー細胞は、防護的クラミジア感染に関与す
ることが示されているサイトカインを産生するような型
であろう。これらのうちの二つはガンマ−INF(ガンマ
インターフェロン)およびTNF(腫瘍壊死因子)であ
る。
本発明に従うと、(1)GLXAの抗原性エピトープの内
部像のために選択されたポリクローナルおよびモノクロ
ーナル抗−イディオタイプ抗体の産生(2)抗−イディ
オタイプ抗体の特徴付けおよび(3)インビトロおよび
インビボの両方においてクラミジア感染の免疫化、中和
および防護を生じさせるワクチン、並びに(4)生物試
料におけるクラミジアの存在を検出する方法が提供され
る。
本発明に従うと、クラミジア感染に対して活性なワク
チンを製造するためにGLXAに対する抗体が常法により最
初の工程で製造される。
GLXAは現在利用可能な方法により得られ精製される。
GLXAはオクチルセファロースカラムで単利できアルコー
ルで溶出されるか;DEAEセファロースで単離され低pH水
性溶液で溶出されるか、またはポリアクリルアミドビー
ズカラムで単離されKSCHの低pH水性溶液(5M)で溶出さ
れる。
好適な方法においてはGLXAは感染細胞培養物の上清液
から、0.075Mリン酸、0.154M NaCl、pH7.2を用いたセ
ファロース6B−C1カラムによる排除クロマトグラフィー
のような現在利用可能な方法により得ることができ精製
できる。GLXAはカラムの先頭の分画に現れアクリジニウ
ムエステル連結モノクローナルGLXA−Ab1を用いて化学
発光アッセイにより検出される。GLXAを含む分画には通
常核酸が混在しているが蛋白質は含まれていない。GLXA
分画をプールし、濃縮してRNアーゼおよびDNAアーゼを
用いてpH8.0、37℃で約2時間処理した。混合物は同一
のカラムで再クロマトグラフィーを行うと純粋になる。
それは4℃で保存できる(保存剤と共にまたは保存剤な
しで)。
抗体はポリクローナルまたはモノクローナルのどちら
でもよい。モノクローナル抗体の製造では、抗原として
GLXAを用いて動物(通常マウス)を免疫することにより
イディオタイプ抗体GLXA−Ab1が提供される。動物の免
疫脾臓細胞を同定して単離し、例えばKohler & Mils
tein,Nature 256:459.1975の方法によりポリエチレン
グリコールの様な融合剤と接触させてリンパ腫または骨
髄腫細胞と融合させる。融合された細胞は次に、非融合
悪性腫瘍細胞の増殖を妨げるHAT培地のような選択培地
中でインキュベートする。ハイブリドーマ細胞は限外希
釈によりクローン化し、分泌された所望の特異性のモノ
クローナル抗体について上清をアッセイする。GLXA−Ab
1を産生する適したハイブリドーマはAmerican Type C
ulture CollectionにATCC H.B.11300として寄託され
た。モノクローナル抗体もまたインビボでのハイブリド
ーマの腹水増殖により得ることができる。もしくはリン
パ球細胞はエプスタイン・バールウイルスに暴露するこ
とにより不死化できる。イディオタイプ抗体GLXA−Ab1
はGLXA−Ab2(驚くべきことにクラミジア感染を免疫化
または中和する活性がある)の製造に有用である。さら
にGLXA−Ab2は種特異的ではないが属特異的であり、そ
の免疫化および中和活性は多くの動物種で有用である。
モノクローナルGLXA−Ab2もまた上に示したGLXA−Ab1
イブリドーマを利用する方法により(しかし抗原として
GLXA−Ab1を利用して)製造できる。GLXA−Ab2を産生す
る適したハイブリドーマはAmerican Type Culture C
ollectionにATCC H.B.11301として寄託された。GLXA−
Ab2はまたポリクローナル抗体として製造でき、ポリク
ローナル抗体としてクラミジアによる感染の免疫化また
は中和に活性である。ポリクローナル抗体は常法により
作製でき、抗原としてGLXAを用いて第一の動物を免疫
し、ポリクローナルGLXA−Ab1が動物の血清から単離さ
れる。ポリクローナルGLXA−Ab1またはモノクローナルG
LXA−Ab1は次に第一の動物と異なった種の第二の動物内
へ注入し、ポリクローナルGLXA−Ab2が第二の動物血清
から回収される。
モノクローナルGLXA−Ab2またはポリクローナルGLXA
−Ab2は両方とも抗−抗−イディオタイプ抗体であり属
特異性クラミジア糖脂質エキソ抗原(GLXA)を含む抗原
を模倣する。GLXA−Ab2の両方の形とも属特異性クラミ
ジア感染に対して動物を免疫するためのワクチンとして
有用である。さらにGLXA−Ab2の両方の形とも属特異性
クラミジア感染を中和するためにクラミジアで感染した
動物に投与するのに有用である。
さらに本発明に従うと、クラミジア感染を免疫化また
は中和するのに適したFab断片ワクチンがGLXA−Ab2のFa
b断片から製造できる。Fab断片は、GLXA−Ab2をパパイ
ンへ暴露することによりまたはトリプシンまたはキモト
リプシンへ暴露した後に還元およびアルキル化すること
による様な通常の方法によりGLXA−Ab2から製造でき
る。
モノクローナルGLXA−Ab2 IgGまたはモノクローナルG
LXA−Ab2のFab断片をリン酸緩衝水溶液等の適当な希釈
剤中に1mg/ml蛋白質の最終濃度を与えるようにして混合
することにより製造される。普通の大きさのヒトに対し
ては例えば50μl(50μg)−100μl(100μg)の溶
液を4500μlに希釈しそれを500μlの医薬として受容
可能なアジュバント、例えば水酸化アルミニウムまたは
リン酸アルミニウムなど(500μg)、またはリン酸ア
ルミニウムpH6.0±0.1と混合する。具体的な容量は例え
ば動物の重量に依存して動物から動物で変化するであろ
う。
本発明のポリクローナルまたはモノクローナルAb2
また生物試料がクラミジアで感染されているかどうかを
決定するのに有用である。Ab2はAb1が生物試料中のクラ
ミジアの抗原決定基と結合するかどうかを決定するため
に標識された形で利用される。Ab2は酵素、蛍光団、放
射性同位元素または発光団により標識でき、必要なら、
標識Ab2に暴露された後の生物試料中の酵素反応、蛍
光、放射活性または発光の程度を決定することにより結
合の程度が決定できる。結合の程度を決定するため標識
Ab2またはAb2の標識Fab断片が生物試料に暴露された場
合、通常のアッセイ法が利用できる。たとえば生物試料
はメタノールまたはエタノール固定により固体支持体上
に固定できる。試料は続いて標識Ab2またはAb2の標識Fa
b断片に暴露される。結合の程度は次に標識の存在をモ
ニターすることにより決定される。さらに、Ab2は必要
に応じAb2と生物試料を接触させ、生成された免疫複合
体の濃度を決定することにより非標識型でも利用でき
る。
本発明の別の態様ではモノクローナルGLXA−Ab2が上
皮細胞のような真核細胞の表面上のクラミジアの受容体
を決定するために利用できる。全モノクローナルGLXA−
Ab2 IgGまたはモノクローナルGLXA−Ab2のFab断片の両
方ともビオチンと第一の複合体形成ができ、それは次の
順に細胞と接触させてモノクローナルGLXA−Ab2のため
の細胞受容体と複合体の結合を達成させる。細胞は次に
細胞受容体へ結合された免疫複合体のビオチンを結合す
る標識アビジンとインキュベートする。受容体を同定す
るための細胞上の標識を検出する。標識された細胞は、
蛍光標識のような標識を同定できる通常のセルソーター
により非標識細胞から標識細胞を選別できる。この様式
により受容体が決定されたら、クラミジアに関する細胞
エンドサイトーシスの機構が決定できるであろう。利用
できる別の標識には放射性同位元素、酵素または発光が
含まれる。
以下の実施例は本発明を例示するものであり、それら
に制限するつもりではない。
実施例1 本研究を通じて、C.トラコマチスの2つの血液型亜型
が使用された。血液型亜型B(株Har36)微生物は元々
子供の結膜のかき取りにより単離され、マッコイ細胞単
層上、ハンクス平衡塩溶液を加えたイーグル最小必須培
地(HMEM,Whittaker,MD)で37℃にて増殖させ、10%ジ
メチルスルホキシド(Sigma Chemical Co.,MO)を加
えた同一の培地中−70℃で保存された。血液型亜型C
(TW−3)はマッコイ細胞中大量組織培養で増殖させ
た。基本小体はレノグラフィンの遠心分離により精製さ
れ、リン酸緩衝化塩溶液に再懸濁し、−70℃で保存され
た。
クラミジアを含まないHartley株近親交配(inbred)
モルモットはJacksonLaboratory(Bar Harbor,ME)か
ら得られ、動物飼育室で維持された。この研究には1歳
令のメスが使用された。
パスチュレラ(Pasteurella)を持たないメスニュー
ジーランドウサギはMill Brock Farm(Hadly,MA)か
ら得られた。ウサギは受けとっと時に約6−8ポンドで
あり、一週間以内に使用された。BALB/cByJ(H−2d)
マウスはJackson Laboratory(Bar Harbor,ME)から
得られた。若年のカニクイザル(マカカ ファシキュイ
アレイス(Macacca fasicuiareis)はCharles River
Primates,Inc(Port Washington,NY)から得られ、
臨床的な眼疾患は患っていなかった。すべての霊長類は
C.トラコマチス血液型亜型C基本小体で前もって眼を感
染させて使用されており、何匹かは前もってクラミジア
蛋白質で免疫されていた。この研究で調べられた霊長類
は疾患を持っておらず、免疫されていない。それらは実
験の開始に先立って無作為化された。すべての手順は麻
酔下で実施された。
ポリクローナル抗−イディオタイプ抗体の産生には、
各々6匹のモルモットが、1mlのH2Oに1mlのMaalox Plu
s懸濁液(William H.Roger,Inc.,PA)を加えた液に溶
解した150μgのモノクローナルGLXA−Ab1(89MS30)Ig
Gで皮下に免疫された。3週間後、モルモットは1mlのMa
alox(水酸化アルミニウム、alum)およびH2Oの1mlに溶
解した100μgのモノクローナルGLXA−Ab1で追加免疫し
(boost)、さらに1月ごとに追加免疫した。
抗−抗−イディオタイプ抗体の産生には、3羽のウサ
ギが1mlのalumおよび1mlのH2Oに溶解した300μgの吸着
抗−イディオタイプモルモットイソタイプIgG Iで多数
の部位に皮内に免疫され、同一のプロトコールを用いて
3週間後に追加免疫された。続いて、ウサギは1月間隔
で追加免疫された。モノクローナル抗−イディオタイプ
抗体、GLXA−Ab2(91MS441)、の産生には9週令のメス
BALB/cByJマウスに等量の完全フロイントアジュバント
(Sigma,MO)に溶解した50μgのKLH複合モノクローナ
ルGLXA−Ab1IgGが腹腔内に注射された。14日後同一の量
が続いての追加免疫に使用され、1週間ごとに5週間不
完全フロイントアジュバント存在下で追加免疫された。
最後の追加免疫は脾臓を除去する3日前に与えられた。
クラミジア感染防護の実験には、2群のBALB/cByJマウ
ス(各群6から20)がマウス当たり50μgのモノクロー
ナルGLXA−Ab2IgGまたは50μgの正常マウスIgGがMaalo
xと共にまたはなしで皮下に免疫され3週間の間1週ご
とに追加免疫された。
モノクローナルGLXA−Ab1IgGは蛋白質Aアフィニティ
ークロマトグラフィーにより単離された。モノクローナ
ルGLXA−Ab1IgGを含む腹水は最初にガラスウールを通し
て脂質を除去し、200rmpで10分間遠心分離して沈殿を除
去した。アフィニティーカラム(1.5x9cm)に2mlの蛋白
質AセファロースCL4B(ZYMED,CA)を充填して最初に結
合緩衝液(1.5Mグリシン、3M NaCl、pH8.9)(Jackson
ImmunoResearch Laboratories,PA)で平衡化した。2
mlの腹水と等量の結合緩衝液を0.6−0.8ml/分でカラム
に乗せた。カラムを約30分間停止させて結合させ、約3
倍のベッド容量の結合緩衝液で洗浄した。結合されたIg
Gは0.1Mクエン酸、pH3、でpHを平衡化させるために50μ
lの1M TBS、pH8.0を含むガラス試験管内へ溶出した。
IgGは280nmの吸収で検出された。0.1より大きな吸収を
プールし、0.075M PBS、pH7.2に対して一夜透析した。
単離されたIgGの純度はPhastSystem(Pharmacia,NJ)上
のSDS PAGEにより確認された。
直接酵素連結免疫吸着アッセイ モノクローナルAb1 IgGで免疫したモルモットの特異
的応答は直接酵素連結免疫吸着アッセイにより決定され
た。Immulno2脱着可能ストリップ(Dynatech,RI)をも
つ96ウェルプレートを被覆緩衝液(0.015M NaHCO3、0.
3Mグリシン,0.02%NaN3および0.06Mポリエチレングリコ
ール、PEG)、pH9.6、に溶解した、ウェル当たり0.4μ
gのモノクローナルAb1 IgGで被覆した。プレートは4
℃で一夜保存した。各々のプレートを0.05%Tween20を
含む0.075M PBSで3回洗浄し、1%BSA/PBSにて室温で
2時間ブロックした。再びプレートを3回洗浄した。モ
ルモットからの前免疫血清または抗血清を0.075M PBS
で連続希釈し、各々の100μlを2重に各々のウェルに
加えた。混合物は室温で1時間インキュベートして洗浄
した。ヤギ抗モルモットIgG(H&L)西洋ワサビペル
オキシダーゼ複合体(Jackson ImmunoResearch Labor
atories,PA)1:1000を加え、1時間インキュベートして
洗浄した。洗浄後TMB基質(Kirkegaard and Perry L
aboratories、MD)を加えた。405nmの吸光度はVmaxマイ
クロウェルリーダー(Molecular Devices Corp.,CA)
を用いて決定された。モルモットIgGで免疫されたウサ
ギからの抗血清は同様の方法によりアッセイされた。各
々のプレートはモルモットIgG Iで被覆され、第二の抗
体はヤギ抗−ウサギ(H&L)西洋ワサビペルオキシダ
ーゼ複合体(Jackson Immuno Research Laboratorie
s,PA)であった。アフィニテイークロマトグラフィーカ
ラムの調製。
正常マウスIgG(Jackson ImmunoResearch Laborato
ries,PA)をAffi−Gel 10(BiO−Rad Laboratories,C
A)と使用説明書に従って複合させた。簡単に記すと、5
mlのAffi−Gel 10スラリーをアスピレーターにつない
だガラス溶融ロートに移し、3ベッド容量のイソプロピ
ルアルコール続いて3ベッド容量の脱イオン水で洗浄し
た。正常マウスIgG(5mg/ml)10mlをバイアル中でAffi
−Gel 10と混合した。連結は穏やかに縦断的にかき混
ぜながら4℃で一夜行った。カラム(0.9x5ml)に結合
させたゲルを充填し、0.075M PBS、pH7.2、で洗浄し
た。280nmでのUV吸光度で溶出液をモニターした。結合
の評価のためこの部分の最も高い吸光度がBradfordアッ
セイ(Bio−Rad Laboratories,CA)により蛋白質含量
が試験された。
正常マウスIgGとモルモット抗血清の吸着 免疫化後3、4および5週間での1匹のモルモット抗
血清のプールが正常マウスIgG−アガロースカラムのア
フィニティークロマトグラフィーにより吸着された。カ
ラムは上記のように調製された。抗血清(約1ボイド容
量)をカラムに加え4℃で30分間インキュベートした後
0.075M PBS、pH7.2、で溶出した。抗血清は新しく調製
したカラムに二度吸着された。
モルモットIgGのイソタイプの分離 正常マウスIgGに吸着させたモルモット抗血清の5mlを
蛋白質A結合セファロースカラムに加え、0.02Mリン酸
−クエン酸緩衝液、pH7.3、で洗浄した。モルモットイ
ムノグロブリンサブクラスIgG1およびIgG2は、溶出液に
蛋白質が検出されなくなるまで4.9までのpH勾配を行う
工程を用いて別々に溶出された。カラムは次に低pH勾
配、4.3で溶出された。0.02Mリン酸−クエン酸緩衝液、
pH7.3、に対して透析後、各々のイソタイプは2回目の
サブクラス分離にかけられた。
C.トラコマチス血液型亜型B(Har36)基本小体は2
リットルのローラー瓶(Corning,PA)中のマッコイ細胞
単層中、L−グルタミン(最終濃度0.5mM)、NaHCO
3(最終濃度0.4mM)および10%ウシ胎児血清(FCS)を
加えたHMEMで繁殖させた。簡単に記すと、単層がコンフ
ルエントになった後、瓶から培地を除いた。次に、L−
グルタミンおよびFCSを加えた40mlのシクロヘキシミド
オーバーレイ培地(COM)に懸濁した0.5−3.0mlのEB懸
濁液(微生物の密度に依存して)を接種し、瓶を35℃に
て3rpmでローリングさせた。2時間後、200mlのCOMを加
え、ローリングを48から72時間続けた。遠心分離して微
生物を除くと上清が得られた。
糖脂質エキソ抗原、GLXAの精製 GLXAは上清から2工程で精製された。第一に、上清を
オクチル−セファロースCL4Bカラムを通過させ、95%エ
タノールで溶出させた(Stuartand MacDonald,Current
Microbiology,11:123,1984)。エタノール中の抗原
(50mlの重度に感染させた組織培養物上清と等しい抗原
含量)を約50μlに濃縮し、1mlの0.1Mリン酸緩衝液(p
H7.5)に再懸濁した。第二に、このようにして調製され
た抗原はさらにアフィニティークロマトグラフィーによ
り精製された。アフィニティーカラムは使用説明書に従
ってモノクローナルGLXA−Ab1IgGをAffi−gel 10(Bio
−Rad Laboratories,CA)に結合することにより調製さ
れた。試料は遠心分離し、アフィニティーカラムに加え
て4℃で30分間インキュベートした。カラムを0.1Mリン
酸緩衝液で溶出液が透明になるまで洗浄した。GLXAは約
5Mのカリウムチオシアネート(KSCN,Mallincrodt In
c.,KY)約15−20mlで溶出され0.075M PBSに対して一夜
透析した。
下記のようにモノクローナルGLXA−Ab2によるGLXAお
よびモノクローナルGLXA−Ab3の結合の免疫−ドットブ
ロットアッセイに使用されたGLXAはサイズ排除法により
単離された。セファロース6BLCカラム(2x100cm)は0.0
75M PBSで平衡化された。C.トラコマチス血液型亜型F
細胞培養物からの上清は最初に5000rpmで遠心分離して
細胞破片を除去し、約20mlをカラムに加えた。流速は0.
5ml/分であった。溶出液中のGLXAはMagic Lite アナ
ライザー(Ciba Corning Diagnostic.,MA)で検出さ
れた。プロトコールは以下に記載されている。
ケミルミノメトリックイムノアッセイ(阻害アッセイ) モルモットGLXA−Ab2またはウサギGLXA−Ab3(抗血
清、IgG、IgGイソトープ)によるGLXAへのモノクローナ
ルGLXA−Ab1の結合の阻害がMagic Lite アナライザー
(Ciba Corning Diagunostic.,MA)を用いてケミルミ
ノメトリックイムノアッセイにより検出された。阻害の
ためのプロトコールは以下のようである:親和性で精製
したGLXAを1:5に試薬A(Ciba Corning)で希釈し、混
合してプラスチックチューブに分注した(200μl/チュ
ーブ,Sarstedt,NJ)。中和溶液試薬B(Ciba Cornin
g)の100μlを各々のチューブに加えてよく混合した。
モルモットGLXA−Ab2またはウサギGLXA−Ab3を連続的に
希釈し、上記のチューブの各々に50μl加えて室温でイ
ンキュベートした。1時間インキュベーション後、1%
BSA/PBSに溶解したアクリジウムエステル標識(AE−標
識)モノクローナルGLXA−Ab1IgG100μl(220,000から
240,000の間の相対光単位、RLU)を混合物へ加え1時間
インキュベートした。次に、常磁性粒子に共有結合で結
合されたポリクローナル抗クラミジア抗体(500μl)
を各々のチューブに加えさらに1時間インキュベートし
た。結合された免疫複合体(常磁性粒子−GLXA−AE標識
モノクローナルGLXA−Ab1IgG)は混合物を磁場に置くこ
とにより非結合物から粒子を分離した。粒子は3回洗浄
された。結合AE標識抗体はMagic Lite アナライザー
により測定され、そしてRLUが記録された。結合の阻害
のパーセントは以下のように計算された: 式中、対照はPBSを表し、試料は前免疫かまたは抗血清
(またはIgG)添加を各々表している。
免疫−ドットブロットアッセイ Bio−radドットブロット装置が本アッセイに使用され
た。ポリビニリデンフルオライド(PVDF)膜、0.45μ
m、Immobilon−NC(Millipore,MA)を親和性精製GLXA
またはクラミジアrLPSで4℃にて18時間被覆した。続い
て膜を0.05%Tween20を含む0.075MPBS緩衝液で洗浄し、
3%BSA/PBSで室温にて2時間ブロックした。洗浄後、
連続的に希釈したウサギGLXA−Ab3IgG(90MS699)(蛋
白質Aアフィニティークロマトグラフィーにより分離、
方法は上記)またはモノクローナルAb1 IgG(89MS30)
を添加し(ウェル当たり100μl)、室温で2時間イン
キュベートし、洗浄して結合していないIgGを除去し
た。PVDFシートを装置から取り出し、穏やかにかき混ぜ
ながら3%BSA/PBSで2時間ブロックした後、ペルオキ
シダーゼ複合ヤギ抗ウサギIgG(HおよびL)またはウ
サギ抗マウスIgG(HおよびL)(Jackson ImmunoRese
arch Labs,PA)の1:1000希釈液で室温で1時間プロー
ブを結合させた。非結合複合抗体はペトリ皿中かき混ぜ
ながら5分間4回洗浄することにより除去した。結合は
4CN(4−クロロ−1−ナフトール)膜ペルオキシダー
ゼ基質系(Kirkegaard & Perry Laboratories In
c.,MD)により検出された。アッセイは2重に実施され
た。
IgGのビオチニル化 モノクローナルGLXA−Ab1またはウサギGLXA−Ab3IgG
がビオチンで標識された。簡単に記すと、GLXA−IgGを
最初に0.1Mホウ酸ナトリウム(pH8.8)に対して4℃で
4時間透析した。次に、IgG 1mg当たり200μgのビオ
チンアミドカプロエート N−ヒドロキシスクシンイミ
ドエステル(Sigma Chemical Co.,MO)を加え、室温
で4時間インキュベートした。最後に、エステル250μ
l当たり20μlの1M NH4Clを用いて室温で10分間イン
キュベートして反応を停止させた。標識IgGは0.075M P
BSに対して4℃で3日間透析した。
感染マッコイ細胞の免疫蛍光染色 コンフルエントのマッコイ細胞単層を24ウェルプレー
ト(Falcon,NJ)中、カバーガラス上で24時間増殖させ
た。200μlのC.トラコマチス血液型亜型B基本小体(H
ar36)または200μlのHMEM単独を各々のウェルへ適用
する前に各々のウェルから培地を取り除いた。封入体形
成単位(IFU)は約1000/200μlであった。適用直後、2
00μlのL−グルタミンおよびFBSを添加したシクロヘ
キシミドオーバーレイ培地(COM)を各々のウェルに加
えた。混合物は37℃で2時間インキュベートし、ウェル
当たり1mlのCOMに培地を置き換えた。プレートは5%CO
2を通じた加湿インキュベーター内で37℃にて48時間培
養した。
インキュベーション後、細胞カバーガラスを0.075M
PBSで各々5分間2回洗浄した。次に注意深くカバーガ
ラス上の緩衝液を除去してカバーガラスは組織とブロッ
トさせた。続いて、400μlの50μl/mlのビオチン標識
モノクローナルGLXA−Ab1または400μlの1.20mg/mlの
ビオチン標識GLXA−Ab3をカバーガラスに加え、37℃で
1時間インキュベートした。カバーガラスを2回PBSで
洗浄した(各々5分間洗浄)。1%BSA/PBS中に1:50に
希釈したフルオレセイン−ストレプトアビジンの400μ
lを加え1時間インキュベートした。非結合フルオレセ
イン−ストレプトアビジンは上記のように洗浄した。蛍
光は12v/100zハロゲンランプで照射し、Zeiss A.7082
Oberkichen顕微鏡に取り付けたOlympus25、35mmカメ
ラでの写真(ASA400TMAX白黒Kodakフィルム)により検
出された。
インビボでのGLXA−Ab3(90MS699)によるクラミジア属
の中和接種材料および検体 ウサギ前免疫およびGLXA−Ab3IgG、正常マウスおよび
モノクローナル(monoclonal)GLXA−Ab1 IgGを濾過滅
菌した。IgG(0.2mg/ml)を、トラコマティス クラミ
ジア(C.trachomatis)血液型亜型C(TW−3)基本小
体(elementary body)(2000封入形成単位/20μl)
とそれぞれ混合した(1:1)。混合物および未処理EB
(対照として)を、15分毎に静かに浸透しながら37℃で
45分間インキュベートした。
インキュベーション後、20μl中約2μgのIgGおよ
び1000IFUを8頭のサルのそれぞれの眼の下円蓋に接種
し、4頭にはGLXA−Ab3IgGおよびEB、2頭には前免疫Ig
GおよびEB、そして2頭にはEBのみを接種した。同時
に、各種類の混合物100μlを用いて、接種材料の感染
力の決定のために、48ウェル組織培養プレート中の10ウ
ェルの2日令マッコイ(McCoy)細胞単層カバーグラス
に感染させた。培養法を以下に記載する。
結膜スワブ(conjunctival swabs)は、接種前日並
びに接種後2日目、6日目、9日目、13日目および20日
目に、下瞼板および円蓋、側円蓋、上瞼板および円蓋、
並びに内円蓋を拭うことによって採取された。スワブを
直ちに2ml採取用培地中に浸漬し、そして採取用培地中
で2分間掻き回すことによって破壊した。
細胞培養によるクラミジア感染の決定 最初に、結膜スワブを採取用培地中において2分間掻
き回すことによって破壊して、スワブからEBを集めた。
次に、この採取用培養物200μlをマッコイ細胞単層カ
バーグラス上に接種した。48ウェル組織培養プレート中
の細胞を、各試料につき5ウェルで2日間増殖させた。
インビトロ中和実験用に、混合物100μlを各試料につ
き10ウェルの単層カバーグラス上に接種した。次に、接
種されたプレートを室温において1,000xgで1時間遠心
分離した。プレートを37℃で2時間インキュベートし、
そして培地をCOM(ホイッタカー(Whittaker)、MD)中
10%FBSの1mlと取り替えた。プレートを、5%CO2を含
む給湿インキュベーター中において37℃で48時間培養し
た。インキュベーション後、各ウェルから培地を吸引し
た。単層カバーグラスを0.75M PBSで1回洗浄し、エタ
ノールで5分間固定した後、H2Oで2回濯ぎ洗浄した。
エバンスブルー対比染料含有フルオレセイン標識マウス
抗クラミジアモノクローナル抗体(シヴォ・カンパニー
(Syva Co.),CA)25μl/ウェルを加え且つ37℃で30分
間インキュベートした。インキュベーション後、ウェル
をH2Oで2回濯ぎ洗浄し、そして固定液を用いてカバー
グラスを各ウェルに載せた。蛍光顕微鏡にプレートを逆
さにすることによって封入体を計数した。
直接蛍光抗体染色細胞学(DFA) 感染した霊長類のそれぞれの眼からの結膜スラブ(断
片)を、アルコールで予め清浄にしたスライドガラス上
に押しつけた。スライドを自然乾燥させ、冷アセトンで
5分間固定した。次に、スライドを乾燥させ、エバンス
ブルー対比染料含有フルオレセイン標識モノクローナル
抗体試薬(ミクロ・トラク・クラミジア・ディレクト・
リージェント(Micro Trak Chlamydia Direct Reag
ent),シヴォ・カンパニー、CA)30μlを上に置い
た。インキュベーションを蓋付の湿り室中で行なった。
15分後、スライドを端によせて過剰の染料を除去し且つ
脱イオン水で10秒間濯ぎ洗浄した。スライドを完全に自
然乾燥させた。固定液(シヴォ・カンパニー(Syva C
o.),CA)を用いてカバーグラスを各スライド上に置
き、マニキュアで密封した。スライドを蛍光顕微鏡下に
おいて500xおよび1250xで検査した。感染力価は、0〜
4+の半定量的尺度で評点された。すなわち、0は負、
0.5は一次継代で負であり且つ二次継代はいずれも正で
あり、そして1は、一次継代において封入体1〜9個/
ウェルの場合等である。
臨床検査および評点 それぞれの眼の臨床反応を10種類の臨床的徴候、すな
わち、結膜充血の腰部、縁、上瞼板、上円蓋および下円
蓋部分におけるろ胞反応または眼球、上結膜瞼板、上結
膜円蓋および下結膜円蓋の充血並びに眼の分泌物として
等級付けた(テイラー(Taylor)ら、Invest.Opthalmo
l.Vis.Sci.29:847,1988)。臨床反応を、結膜炎の10種
類の徴候それぞれについての0〜3の尺度で等級付け
て、それぞれのサルについての全ての炎症評点を得た。
試験者はサルの配分について承知していなかった。評点
手段を用いてサルの群の反応を記載した。
RNA依存性ハイブリッド形成による結膜スワブの分析 GLXA−Ab3または正常ウサギIgGで処理されたサルから
全RNAを、刺激する前日並びに刺激後2日目、6日目、
9日目、12日目および20日目に採取された結膜スワブ試
料から調製した。最初に、スワブ試料を、50mMトリス
(pH8.0)、150mM NaCl、10mMエチレンジアミン四酢酸
(EDTA)、1%SDSを含む緩衝液中65%でフェノール中
に均一にした。RNAを沈殿させ且つ同緩液中に再溶解さ
せた。このRNA評品をフェノール:クロロホルム(3:1)
で数回抽出し、再懸濁させ、そしてDNアーゼIで十分に
処理した。RNA標品の品質を、ホルムアルデヒド−アガ
ロースゲル上で分離後、臭化エチジウム−UV視覚化によ
ってモニターした。
用いられたプローブは、16Sおよび23SリボソームRNA
並びにフランキング配列を含むDNAフラグメントであ
り、クラミジアゲノムプラスミドクローンpL2、434Sc1
−1Aから作成された(チーマ(Cheema)ら、The Amer.
J.Med.Sci.302:261〜268,1991)。DNAフラグメントを、
ニックトランスレーションによって800Ci/ミリモルの32
P−dCTP(アマーシャム・コーポレーション(Amersham
Corp.)、IL)を用いて標識した。全制限フラグメン
トプローブの比活性は約106cpm/μg(DNA)であった。
各ブロットのスロットとしては、サルまたはヒト由来全
RNA 1μg、精製トラコマティス クラミジアまたは
C血液型亜型RNA(陽性対照)10pg、酵母またはラットR
NA 3μg、緩衝液のみおよび感染前に採取された各サ
ルのスワブからのRNA(陰性対照)1μgがあった。RNA
を0.22μmフィルター(シュライヒャー・アンド・シュ
ーエル・コーポレーション(Schleicher and Schuell
Corp.),NH)に固定した。ハイブリッド形成結果は、
オートラジオグラフィーによって−70℃でX−OMATARフ
ィルム(コダック(Kodak)、ニューヨーク)を用いて
視覚化された。
モノクローナル抗イディオタイプ抗体(モノクローナル
GLXA−Ab2)の製造および特性決定 スカシガイのヘモシアニンとモノクローナルGLXAとの結
合 モノクローナルAb1(89MS30)IgGを、前記のようにプ
ロテインAクロマトグラフィーカラムから単離した。ス
カシガイのヘモシアニン結合は、グルタルアルデヒドを
用いることによって行なわれた。簡単にいうと、IgG
1.5mgとKLH(シグマ・ケミカル・カンパニー(Sigma C
hemical Co.),MO)0.05mgとを(KLHの50アミノ酸につ
き約1モルのIgG)、等容量のPBS中0.2%グルタルアル
デヒド中において混合し、室温で静かに攪拌しながらイ
ンキュベートした。1時間後、1Mグリシンを加えて最終
濃度0.02Mとし、室温で更に1時間インキュベートし
た。次に、複合体をPBSに対して一晩中透析した。
抗モノクローナルAb1ハイブリドーマ製造 最後の追加免疫(免疫化を参照されたい)の4日後
に、最高力価を示した2匹のマウスから脾臓細胞を単離
した。融合は、コーラー(Kohler)およびミルステイン
(Milstein)(Nature,1975年)によって最初に開発さ
れ且つ改良された(ゴルスビー(Golsby)、核酸および
モノクローナル抗体プローブのハイブリドーマ製造のた
めの実用手引き(A Practical Guide to Making
Hybridomas In Nucleic Acid & Monoclonal Ant
ibody Probes,Swaminathn & Prokaskデラー監修、
ニューヨーク、367頁、1989年)技法によってマウス骨
髄腫瘍細胞系Sp2/0−Ag14を用いて行なわれた。支持細
胞層は8週令マウスの脾臓に由来した。
モノクローナル抗イディオタイプ抗体91MS441(モノク
ローナルGLXA Ab2)のスクリーニング 免疫化されたマウスからの抗イディオタイプ抗血清お
よびクローン化されたウェルからの上澄みを、サンドイ
ッチELISA(ウィトデハーグ(Uytdehaag)ら、J.Immuno
l,134:1225,1985,ヒロシマ(Hiroshima)ら、J.Immuno
l.144:224,1990)によって検出した。簡単にいうと、ポ
リスチレンイムロン(Immulon)II微量滴定プレート
(ダイナテク。ラボラトリーズ・インコーポレーテッド
(Dynatech Laboratories Inc.),VA)を、0.1M炭酸
緩衝液、pH8.9中、モノクローナルAb1IgG 1μgの100
μlによって4℃で一晩中被覆した。非結合IgGを除去
し、ウェルを3%BSA/PBSによって37℃で1時間ブロッ
クした。洗浄後、連続希釈抗血清またはハイブリドーマ
細胞含有ウェルからの培養上澄み100μlを加えた。37
℃で1時間インキュベーションおよび洗浄後、ビオチン
結合モノクローナルAb1IgG 1μgを各ウェルに加え、
そしてストレプトアビジン−西洋ワサビペルオキシダー
ゼ(ジャクソン・イムノ・リサーチ・ラブズ(Jackson
immuno Research Labs.),PA)を加えることによっ
て反応性を検出した。1時間後、TMBペルオキシダーゼ
基質(キルケガード・アンド・ペリー・ラボラトリーズ
・インコーポレーテッド(Kirkegaard & Perry Lab
oratories inc.),MD)を加えた。吸光度をマイクロプ
レートリーダーにおいて405nmで読み取った。正および
負の対照として、融合(1:10)前に採取された免疫血清
および培地のみを用いた。
結合阻害検定 マウス抗血清およびクローンの上澄みによるGLXAに対
するモノクローナルGLXA−Ab1の結合の阻害を、前記の
ように免疫化学発光測定法(immuno−chemiluminometri
c assay)によって決定した。
腹水の発生 厳密である必要はない令の10匹のBALB/cByJマウス
に、プリスタン(2,6,10,14−テトラメチルペンタデカ
ン、シグマ・ケミカル・カンパニー、MO)を1匹につき
1ml腹腔内注射した。10日後、マウスに約2x106のモノク
ローナルGLXA−Ab2(91MS441)を注射してハイブリドー
マ細胞を生産させた。約10日後、バクテイナー(Vacuta
iner)20g採血針(ベクトン・ディキンソン(Becton D
ickinson)、NJ.)を用いることによって腹水を採取し
た。腹水を2000rpmで10分間の遠心分離によって透明に
し、そして使用まで−20℃で貯蔵した。
抗イディオタイプIgGのイソタイプ決定 イソタイプ決定はELISAによって行なった。クローン9
1MS441からの上澄み(100μl)で各ウェルを被覆し、
4℃で一晩中インキュベートした。3%BSA/PBSで濯ぎ
洗浄し且つ2時間ブロックした後、マウスサブクラスIg
G1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgM、IgA、K鎖または鎖に対
して特定的なウサギ抗血清(バイオラド・ラボラトリー
ズ(Bio−Rad Laboratories),CA)100μlを、二重反
復試験における各ウェルに対して加えた。プレートを室
温で1時間インキュベートした。ウサギ抗血清を西洋ワ
サビペルオキシダーゼ結合ヤギ抗ウサギ(H&L)およ
びTMB基質(キルケガード・アンド・ペリー・ラボラト
リーズ・インコーポレーテッド、MD)によって検出し
た。
モノクローナルGLXA−Ab2IgGの精製 モノクローナルGLXA−Ab2IgGを、プロテインG−セフ
ァロースカラムでのアフィニティークロマトグラフイー
によって精製した。プロテインG−セファロース4B(ザ
イムド(Zymed),CA)5mlを0.5x9cmカラム中に充填し
た。腹水(2ml)を0.02Mリン酸緩衝液、pH7.3で1:1に希
釈し且つカラムに充填し、そしてタンパク質が検出され
なくなるまで同緩衝液で洗浄した。結合したIgGを0.1M
クエン酸グリシン緩衝液、pH2.6で溶離した。溶出液を
平衡化させるために1Mトリス塩類緩衝液、pH8.0を50μ
l含む1mlずつの画分に溶出液を集めた。UV吸収が0.1を
越える画分をプールし、そしてPBS中において4℃で一
晩中透析した。確認のために精製IgGをSDS−PAGEによっ
て同定した。
他の種からの抗クラミジア抗血清によるモノクローナル
GLXA−Ab2の免疫沈降 クラミジア感染と診断されたヒト患者およびクラミジ
アEBを注射されたウサギからのポリクローナル抗体を、
モノクローナルGLXA−Ab2の認識についてELISAによって
検査した。手順は、以下を例外として、本質的には前記
と同様であった。簡単にいうと、被覆用緩衝液無しの0.
075M PBS中1μg/ウェルのモノクローナルGLXA−Ab2
よって、ELISAプレートを4℃で一晩中被覆した。ウェ
ルを0.075M PBS中0.05%トゥイーン20で濯ぎ洗浄し、
そして3%BSA/PBSによって室温で2時間ブロックし
た。患者血清(92MS273)、対照ヒト血清(88MS356)、
ウサギ抗血清(88MS188)または対照ウサギ血清(92MS4
50)の連続希釈100μlを二重反復試験における各ウェ
ルに対して加えた。室温で1時間インキュベーション
後、ウェルを3回洗浄し、そしてペルオキシダーゼ結合
ヤギ抗ヒトIgGまたはヤギ抗ウサギIgG(ジャクソン・イ
ムノ・リサーチ・ラブズ、MD)100μlを加えた。1時
間インキュベーション後、TMB基質を加えた。プレート
をVmaxマイクロプレートリーダー(モレキュラー・デバ
イシズ・コーポレーション(Molecular Devices Cor
p.),CA)で読み取った。
マウス感染モデルにおけるモノクローナルGLXA−Ab2
免疫化によるクラミジア感染からの保護 モノクローナルGLXA−Ab2によって引き起こされたGLXA
およびGLXA Ab3の結合のイムノドットブロット検定 イムノドットブロット検定は、前記と同様の方法によ
って行なわれた。例外は、PVDFシートを1例につき0.07
5M PBS中の精製GLXA(100μl)で被覆したことであ
る。モノクローナルGLXA−Ab2IgGまたは正常マウスIgG
で免疫化されたマウスから得られた抗血清を、3%BSA/
PBSで連続希釈した。第二抗体は西洋ワサビペルオキシ
ダーゼ結合ウサギ抗マウスIgG(HおよびL)であっ
た。コダックTMAX100で写真を撮った。ドットブロット
の染色強度をデンシトメーターで走査した。
接種材料および検体 トラコマティス クラミジア血液型亜型C(TW−3)
基本小体5000/20μlを、モノクローナルAb2または正常
マウスIgGで免疫化されたマウスのそれぞれの眼に接種
した。接種前日並びに接種後7日目、10日目、14日目、
21日目、28日目および35日目に、それぞれの眼の結膜を
拭い取った(swabbed)。その部分としては下瞼板およ
び円蓋、側円蓋、上瞼板および円蓋、並びに内円蓋があ
った。結膜スワブを直ちに2ml採取用培地中に浸漬し且
つ2分間掻き回すことによって破壊し、そして培養する
まで氷上で維持した。
モノクローナルGLXA−Ab2IgGによる宿主細胞上受容体の
同定 HECEC細胞に対するモノクローナルGLXA−Ab2の特異的結
合のFACS分析 ヒト子宮内膜腺上皮細胞(HECEC)を、5%CO2を含む
75mm2フラスコ中において37℃で増殖させた。コンフル
エントになったら、細胞スクレーパー(バクスター(Ba
xter),IL)を用いて細胞をフラスコから掻取り、200xg
で5分間遠心分離した。細胞を、ハンクス液(ホイッタ
カー,MD)中20%FBSで1回濯ぎ洗浄し、そして19G注射
針に4回通過させて単細胞を得た。ハンクス液中にビオ
チン標識モノクローナルGLXA−Ab2またはビオチン標識
正常マウスIgGの連続希釈(100μl)を、約1.5x106のH
ECEC細胞を含む各バイアル中に加え、氷上で30分間イン
キュベートした。各バイアルをハンクス液中0.02%アジ
ドで2回濯ぎ洗浄した。次に、FITC結合ストレプトアビ
ジン100μlを加え且つ氷上で30分間インキュベートし
た。2回洗浄後、細胞を氷上のシース(sheath)緩衝液
400μl中で維持した。細胞+FITC結合ストレプトアビ
ジンと、細胞のみをバックグラウンド対照として用い
た。単色フローサイトメトリーをFACS走査(ベクトン・
ディキンソン)によって直ちに行なった。
ポリクローナル抗イディオタイプ抗体の検出および特性
決定 モルモットにおけるモノクローナルGLXA−Ab1に対する
抗イディオタイプ抗体の産生 モルモットにおいて抗イディオタイプ抗体を生産させ
るのに用いられた免疫原は、89MS30(モノクローナルGL
XA−Ab1)として定義されたモノクローナル抗体であっ
た。それは、本来は、発生初期の卵において増殖したク
ラミジア基本小体によるBALB/cByJマウスの免疫化によ
って生産された。マウス脾臓細胞をSp2/0−Ag14骨髄腫
細胞と融合させ、そしてクローンをスクリーニングし
た。クローン(89MS30)は、EIAにより、トラコーマテ
ィスクラミジア、C.ニューモニエ(pneumoniae)および
オウム病クラミジア(C.psittaci)6BCの15種類の血液
型亜型全部並びにマウス髄膜肺炎に対して反応し、属特
異的抗原の認識が実証された。IgGは、ウサギ抗マウス
抗血清(バイオラド・ラボラトリーズ、CA)を用いたEL
ISAによってIgG2bとしてイソタイプが決定された。モノ
クローナルGLXA−Ab IgGを、rec−プロテインAセファ
ロース4B結合体カラム(ザイムド、CA)を用いて腹水か
ら単離した。同系繁殖体モルモット(ハートリー(Hart
ley)13)に、アジュバントとしてマーロクス(Maalo
x)存在下のモノクローナルGLXA−Ab1IgG 150μgをそ
れぞれ用いて免疫化し且つ追加免疫した。前免疫血清お
よび抗血清を、心臓穿刺および遠心分離によって得た。
5匹の免疫化モルモットで、モノクローナルAb1IgGに対
する強い免疫応答がELISAによって実証された。抗モノ
クローナルGLXA−Ab1IgG力価は、最初の追加免疫(boos
t)の1週間後に1〜20,000より大であることが実証さ
れた。これらのモルモット抗血清は、図1に示されたよ
うに、追加免疫後2週間増加し続けた。
正常マウスIgGによるモルモット抗血清の完全な吸収 モノクローナルAb1IgG分子の超可変部に存在するイデ
ィオトープ以外のエピトープに対して向けられるモルモ
ット抗マウス抗体を除去するために、モルモット抗血清
を正常マウスIgGに吸収させた。吸収は、アフィニティ
ークロマトグラフィーによって行なわれた。カラムは、
正常マウスIgGをアフィ・ゲル(Affi−Gel)10に対して
結合させることによって製造された。結合は、280nmで
の吸光度で非結合タンパク質の量を検出することによっ
て評価された。画分からの最も高い光学濃度は0.23であ
り、ブラッドフォードアッセイ(Bradford Assay)
(バイオラド・ラボラトリーズ,CA)によるとタンパク
質0.18mgが含まれていた。結合に用いられた全マウスIg
Gは50mgであり、結合は成功したことが実証された。モ
ルモット抗血清をカラムに充填し、そして0.075M PB
S、pH7.2で溶離した。新たに調製されたカラムを用いて
この手順を繰り返した。吸収前および後の抗血清を検査
し、正常マウスIgGに対する反応性について前免疫血清
とELISAによって比較した。検定用の各抗血清濃度を平
衡させた。結果は、吸収後の血清が、正常マウスIgGに
対して前免疫血清と同様の反応性を有していたことを示
した(図2)。吸収されていない抗血清は5倍大きい反
応性を有し、イディオタイプ以外のエピトープに対して
特異的な抗体は全て完全に除去されたことが示された。
モルモット抗血清によるGLXAに対するモノクローナルGL
XA−Ab1の結合の阻害 モルモット抗血清が、モノクローナルGLXA−Ab1IgG分
子に対する特異的抗イディオタイプ抗体を含む場合、そ
の直接的作用は、それが、モノクローナル抗体であるモ
ノクローナルGLXA−Ab1に対する抗原GLXAの結合を阻害
することであると考えられる。言い換えると、抗血清は
モノクローナルGLXA−Ab1IgGの相補性決定領域に対して
結合し、それによってGLXAが活性部位に対して結合する
のを妨げる。これを検査するために、結合の競合を化学
発光免疫検定法によって行なった。モルモット前免疫血
清、未吸収抗血清または吸収された抗血清の連続希釈
を、イムノアフィニティークロマトグラフィーによって
単離されたGLXAと一緒にインキュベートした。室温で1
時間後、混合物を、アクリジウムエステルと結合したモ
ノクローナルGLXA−Ab1IgGと一緒に更に1時間インキュ
ベートした。固相常磁性粒子を加え、RLUを決定した。
阻害百分率は、材料および方法のところに記述されたよ
うに計算される。図3で示されたように、モルモット抗
血清を1:40に希釈した場合、GLXAに対するモノクローナ
ルAb1の結合の95%が未吸収および吸収された抗血清両
方によって阻害され、前免疫血清の場合の15%と比較さ
れた。更に、未吸収抗血清は、同等のタンパク質濃度で
の吸収された抗血清とほぼ同様の阻害をもたらし、抗イ
ディオタイプ抗体は吸収によって除去されなかったこと
を示した。したがって、モルモットにおいて競合的抗イ
ディオタイプ抗体が生じた。
モルモット抗モノクローナルGLXA−Ab1IgGのサブクラス
のプロフィール 以上の実験は、モルモット抗イディオタイプの異なる
イソタイプがイディオタイプ生産に対する異なる作用を
することを示した。IgG1イソタイプはイディオタイプ生
産を増大させるが、IgG2イソタイプはイディオタイプク
ローンを阻害する。モルモット抗イディオタイプIgGの
異なるイソタイプの阻害を検査するために、吸収された
モルモット抗イディオタイプ抗血清からIgGのサブクラ
スを単離した。リン酸−クエン酸緩衝液の段階pH勾配を
用いた。IgG1およびIgG2をプロテインAアフィニティー
カラムで分離し且つ単離した。イソタイプIgG1およびIg
G2の溶離プロフィールを図4に示す。それぞれのピーク
を免疫沈降バンドに対するヤギ抗モルモットIgGを用い
た免疫電気泳動(IEP)によって同定した(ベシル(Bet
hyl),TX)。IgG1から成る第一ピークをヤギ抗モルモッ
トIgG1およびIgG2両方によって沈降させたが、ヤギ抗モ
ルモット抗血清による単一バンドが形成された。次に、
第一ピークを同様の方法で再精製した。
モルモットIgGのサブクラスによる結合の阻害 IgGの異なるサブクラスによる競合は、再度化学発光
免疫検定法によってIgG1またはIgG2イソタイプのモルモ
ット抗イディオタイプ抗体を用いて行なわれた。図5
は、0.4μgのIgG1が、GLXAに対するモノクローナルGLX
A−Ab1の結合を50%まで阻害することができたことを示
す。100μgを用いた場合は完全な阻害が引き起こされ
た。これは、非標識モノクローナルGLXA−Ab1IgGを用い
た場合に必要とされるのと本質的に同様の濃度である。
IgG2は、阻害があったとしてもほとんどなく、1.0μg
を用いてGLXAに対するモノクローナルGLXA−Ab1の結合
の約25%の阻害を示した。これらのデータは、抗イディ
オタイプIgGのIgG1サブクラスがIgG2サブクラスよりも
少なくとも5倍大きく阻害性であったことを実証してい
る。
ウサギにおけるモルモットIgG1による抗−抗イディオタ
イプ抗体(GLXA−Ab3)の産生 得られた結果は、モルモット抗イディオタイプIgG1
モノクローナルGLXA−Ab1IgGの超可変部に対してであり
且つGLXAに対するその結合も阻害したことを示した。抗
イディオタイプ抗体の内部像の最終判定基準は、Ab2がA
b2βであり、Ab2αかまたはAb2εではないということを
構造的に確証することである。Ab2は免疫グロブリンの
フレームワーク部分に対して結合するので、同族抗原に
対するAb1の結合を阻害することもできる。モルモット
抗イディオタイプIgG1がAb2βであることを確証するた
めに、イソタイプIgG1を用いて、GLXA抗原に対して暴露
されたことがない動物においてGLXAエピトープを認識す
ることができる抗−抗イディオタイプ抗体(GLXA−A
b3)を生産した(エアトル(Ertl)ら、Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA 81:2850,1988)。3羽のニュージーランド
白ウサギを、マーロクス(アルミニウム)アジュバント
存在下のモルモット抗イディオタイプIgG1で免疫化し
た。1羽のウサギ(S2)からの抗血清をELISAによってI
gG1に対して検査した(図6)。力価は、免疫化後経時
的に増加した。力価は、前免疫血清と比較して、追加免
疫の3週間後に20,000よりはるかに高かった。
ウサギからの抗−抗イディオタイプ抗体はGLXAを認識す
る ドットブロット装置(バイオラド・ラボラトリーズ、
CA)を用いてGLXAに対するウサギ抗血清の反応性を検出
した。2羽のウサギからの抗血清をイムノドットブロッ
ト検定法によって検査した。モノクローナルGLXA−Ab1
はクラミジアLPSに対して交差反応性であるので、フッ
化ポリビニリデン(PVDF)膜を、GLXAおよびクラミジア
rLPS両方で被覆した。両方のウサギ抗血清が高い反応性
によってGLXAおよびLPSを認識した。ウサギ(S2)から
のIgG(90MS699)を用いた場合、ドットは0.006μg/列
の濃度で陽性であった。前免疫IgGは反応しなかった。
抗血清から単離されたIgGの、GLXAに対するモノクロー
ナルGLXA−Ab1の結合を阻害する能力について検査した
が、GLXA−Ab3は内部像によって生じるので、GLXA−Ab2
は同様の結合を示すべきである。これは、図7に示され
たように確証される。GLXA−Ab3による阻害は濃度とと
もに増加するが、阻害は非標識モノクローナルAb1と比
較して約5倍少ない。これは、モルモット抗イディオタ
イプ抗体IgG1が抗原GLXAの内部像であることを実証す
る。GLXA−Ab3IgGの、インビトロのトラコマティス ク
ラミジア基本小体の認識について更に検査した。
モノクローナルGLXA−Ab1およびGLXA−Ab3IgGを、グ
ルタルアルデヒドによってビオチンと結合させた。標識
されたモノクローナルGLXA−Ab1またはGLXA−Ab3を、ト
ラコーマティス クラミジア血液型亜型B(Har36)基
本小体に感染させたカバーグラス上のマッコイ細胞単層
と一緒に48時間インキュベートした。非感染単層を対照
として用いた。モノクローナルGLXA−Ab1およびポリク
ローナルGLXA−Ab3IgGにより基本小体の蛍光発色パター
ンは、GLXA−Ab3がGLXAの精製された形で認識するのみ
ならず、天然の形も認識することを実証した。
GLXA−Ab3IgG(90MS699)による霊長類のクラミジア感
染の中和 次の課題は、クラミジア属基本小体を中和し、それに
よって宿主細胞を感染から保護するモノクローナルGLXA
−Ab1またはGLXA−Ab3の能力に関した。この課題を答え
るために用いられた実験アプローチは、培養された細胞
における感染の中和および霊長類結膜における感染の中
和を含んだ。
インビボGLXA−Ab3はクラミジア感染を中和するが、モ
ノクローナルGLXA−Ab1は中和しない 霊長類結膜における中和は、生物体を抗体IgGと一緒
にプレインキュベートし且つ眼の感染に対する効果を検
出することによって決定された。モノクローナルGLXA−
Ab1またはAb3のIgG画分をトラコマティス クラミジア
血液型亜型Cの基本小体と一緒にインキュベートした。
正常マウスまたはウサギ前免疫IgG並びに免疫グロブリ
ンを加えないものが対照として役立った。混合物を霊長
類のそれぞれの眼に接種した。接種前日および翌日に、
結膜の種々の部分(前記を参照されたい)を拭うことに
よって結膜スワブを採取した。霊長類における眼のクラ
ミジア感染は、接種後日の二次継代を含む細胞細胞検定
によって決定された。表1に示されたように、3匹の霊
長類には、モノクローナルGLXA−Ab1で処理されたEBを
左眼に、GLXA−Ab3で処理されたEBを右眼に感染させ
た。同時に、2匹の霊長類には、正常マウスIgGで処理
されたEB(NIとして示された)またはEBのみを左眼と右
眼と別々に感染させた。同様の方法が前免疫ウサギIgG
(N3として示された)に対して適用された。モノクロー
ナルGLXA−Ab1で処理されたEBを接種された眼は全て、
少なくとも1度は正であった(霊長類番号515、84およ
び26)。しかしながら、GLXA−Ab1で処理された眼の一
つの眼だけが感染後10日目に一度陽性であり、他の二つ
は全く陽性にならなかった(霊長類番号515、84および2
6)。正常マウスまたは前免疫ウサギIgGで処理されたEB
を接種された眼は、いずれも少なくとも1度は陽性であ
った(霊長類番号563、20、17および329)。未処理EB
(Cとして示された)は、関与した4つの眼の内の2つ
の感染を引き起こした(霊長類番号563、20、17および3
29)。データ項目は少ないが、それらはモノクローナル
GLXA−Ab1が霊長類結膜におけるクラミジア属を中和し
ないことを示している。一方、GLXA−Ab3は中和するこ
とが示唆される。GLXA−Ab3が中和することを確証する
ために、(A)細胞培養における中和、(B)霊長類結
膜における中和、(C)臨床的培養検定による検出、
(D)直結蛍光抗体細胞学による検出、(E)クラミジ
ア特異的RNAプローブハイブリッド形成および(F)臨
床的評点による眼の感染の苛酷さの決定を含む多数の試
験を行なった。
インビトロでクラミジア属感染を中和するGLXA−Ab3 インビトロで、細胞培養アッセイをGLXA−Ab1および
前免疫ウサギ抗体を用いて実施した。前免疫ウサギIgG
およびGLXA−Ab3(90MS699)IgGはプロテインAアフィ
ニティークロマトグラフィーにより単離した。10μgの
各IgGと100μlの血液型亜型CのEB(1000IFU/ml)の混
合物、もしくはEBを単独で、McCoy細胞単層を含むウエ
ル内に接種した。試料当たり10ウエルを用いた。封入体
は、インキュベーション後48時間目にFITC−複合化モノ
クローナル抗クラミジア抗体により検出した。IFU/mlは
ウエル当たり15視野に基づくものであった。表2に示さ
れるようにAb3 IgGは、前免疫IgGと比較すると3倍高
く、EB単独と比較すると5倍高く感染性を低下させ、こ
のことによりGLXA−Ab3による中和が示される。
表2 Ab3 IgGによるクラミジア感染のインビトロでの中
EBに施す処理 平均IFU/15視野+S.E.M. Ab3 34.1+ 7.2 正常IgG 93.8+22.4 なし 155.3+ 5.5 霊長類におけるクラミジア感染を中和するGLXA−Ab3 この実験においては8匹の霊長類を無作為に3つの群
に分割した。4匹の霊長類についてはGLXA−Ab3 IgGと
共に予めインキュベートした精製EBを眼に投与し(8つ
の眼)、二匹には前免疫IgGと共にあらかじめインキュ
ベートしたEBを投与し(4つの眼)、そして二匹には未
処理のEBを投与した(4つの眼)。実験当日に結膜スワ
ブを採取し、そして細胞を培養した。前免疫IgGおよびE
B単独のレシピエントとの間には有意な差が全く存在し
ないため、この結果は8つの実験用の眼および8つの対
照用の眼として表される。細胞培養結果は、試料当たり
2つのウエルについて15視野中の封入体を計数すること
に基づきIFU/mlとして表示される。表3に示されるよう
に、攻撃誘発後20日目には8つの眼の内の一つが陽性を
示し、これは対照群では8つの眼の内の8つが陽性を示
すことに比較される。蓄積された結果を調査すると、GL
XA−Ab3に関しては40の内の9(22.5%)が陽性であ
り、それとは対照的にGLXA−Ab3なしの場合には40の内
の36(90%)が陽性であった。
並行したアッセイにおいて直接蛍光抗体細胞学アッセ
イ(DFA)も実施して、結膜スワブからのEB数を評定し
た。この結膜スワブ試料をスライドグラス上に固定し、
そしてC.トラコマティス(C.trachomatis)に対するFIT
C−ラベル化モノクローナル抗体で染色した。5つもし
くはそれを上回る特徴的な基本小体が各スライドグラス
(Micro Trak、Syva Co.社、CA)に見られた際に陽性
とみなした。表4に示されるように、GLXA−Ab3で処理
した群ではEBは2つの場合においてのみ、すなわち感染
後6日目および12日目に検出され、一方で残りのものは
20日目までずっと陽性であった。未処理群においては2
日目の一つの眼のみがEB陰性であり、これは恐らくアー
ティファクトであると思われる。残りの実験については
EBはこの群の全ての眼に検出された。最終実験日(20日
目)においてはGLXA−Ab3で処理した眼のいずれのもの
も陽性を示さず、一方で組み合わせた対照群の内では8
つの内の8つが陽性であった。その上DFAと培養の結果
は完全は一致を見せている。
GLXA−Ab3は結膜感染におけるクラミジア複製を実質的
に弱める 中和のメカニズムを更に詳しく理解するために、クラ
ミジア特異的リボソームRNAをDNAプローブによってこれ
らの霊長類の結膜スワブから調査した(Cheema et a
l.、The Ameri.J.Med.Sci,302:261−268、1991)。総R
NAを霊長類の眼から採取した結膜スワブから抽出した。
血液型亜型CのEB、ヒト、もしくはイーストからのRNA
を対照として用いた。リボソームRNA16Sおよび23Sの遺
伝子をコードする32P−クラミジアDNAを用いるノザンス
ロット−ブロットハイブリッド形成アッセイにおいてク
ラミジア特異的RNAを検出した。図8に示されるよう
に、対照眼(前免疫ウサギIgG+EB、もしくはEB単独の
いずれかに感染している)は一様に、調査した全ての時
点で有意なレベルのクラミジアRNAを示し、GLXA−Ab3
処理した生物体の眼から調製された類似RNA試料は有意
に弱められたレベルのクラミジアRNAを示す。このこと
により、中和は感染の非常に初期の段階において生じる
ことが示される。
GLXA−Ab3もしくは前免疫IgGのいずれかで予めインキ
ュベートしたか、あるいは事前のインキュベーションな
しでのEBでの接種後の結膜炎症の程度を臨床応答により
評定した。この臨床応答は、炎症の10の臨床的特徴から
得られる総合臨床疾患評点(TCDS)に基づいて等級分け
した(Taylor et al.、Invest.Opthalmol.Vis.Sci.2
9:1847、1988)。蓄積的疾患評点は、結膜内に存在する
10の症状を調査することにより霊長類の各群について取
得した。図9に示されるように、GLXA−Ab3のレシピエ
ントは非常に少数のみの臨床疾患を示し、そしてこれも
8日目には衰退した。対照動物は攻撃誘発後21日目まで
ずっと重篤な疾患を呈し続けた。この病理学的所見は細
胞培養、DFA、およびRNAハイブラッド形成データと一致
する。
抗イディオタイプ抗体を産生するハイブリドーマ細胞株
の作製および特徴決定 抗イディオタイプハイブリドーマ細胞の産生 5匹の同系マウス(BALB/cByJ)を、KLH複合化モノク
ローナルGLXA−Ab1 IgGを用い、フロインド(Freund'
s)の完全アジュバンドの存在下で腹膜内に免疫した。
これらのマウスからのモノクローナルGLXA−Ab1 IgGに
対する抗イディオタイプ抗血清を、サンドイッチELISA
により検出した。この力価は免疫後3週間目に約1:1000
であった(データ未公開)。融合物は、Sp2/0−Ag14細
胞と、モノクローナルGLXA−Ab1に対する高力価を有す
る2匹のマウスからの脾臓細胞との間で作成した。脾臓
のサイズは正常脾臓のサイズのほぼ2倍であった。これ
らのクローンをマウス抗血清検査用の同一方法によりス
クリーニングした。1:10に希釈したマウス抗血清もしく
は前免疫血清のプールを全てのスクリーニング検査にお
ける対照として用いた。スクリーニングした283のウエ
ルの内の8つがmAbに対して陽性とみなされ、それらの
力価は陰性対照と比較して2倍もしくはそれを上回って
いた。これらのハイブリドーマをクローン化した。一つ
のクローン(91MS441)はELISAにおける最高力価を有
し、そしてこれを継代した。腹水を産生させ、そしてIg
Gを単離した。このクローンのIgGのイソタイプはK軽鎖
を有するIgG1であると同定された(Bio−Rad Laborato
ries社、CA)。融合結果を表5にまとめた。
IgGを分泌するハイブリドーマ(91MS441)はモノクロー
ナルGLXA−Ab1のGLXAへの結合を阻害する 陽性クローンからの上清を更に、化学発光測定免疫ア
ッセイによりGLXAへのモノクローナルGLXA−Ab1の結合
の阻害について検査した。結果の総阻害は希釈していな
い4クローンの上清から見いだされた。2週間後には一
つのクローンのみ(91MS441)が安定であることが見い
だされた。図10に示されるように、1:10の希釈では、こ
のクローンからの上清はGLXAへのモノクローナルGLXA−
Ab1の結合を80%阻害し、これは同じ融合からの非陽性
クローン(91MS442)の0%と比較される。このことに
より、抗イディオタイプクローンが産生されたことが示
される。これはモノクローナルGLXA−Ab2として同定さ
れた。モノクローナルGLXA−Ab2は患者およびウサギの
抗クラミジア抗血清により認識される。
抗原決定基の内部像として、抗イディオタイプ抗体は
種にかかわらずこのエピトープに対するいずれかの特異
的抗血清により認識されるはずである。クローン(91MS
441)により産生されるIgGのこの特性を検査する目的
で、クラミジア陽性として臨床的に診断された患者から
のヒト血清を用いた。モノクローナルGLXA−Ab2のイソ
タイプはIgG1であるため、IgGの精製をプロテインG親
和性クロマトグラフィーにより実施した。単離されたモ
ノクローナルGLXA−Ab2 IgGをマイクロタイタープレー
ト上にコートし、そしてELISAにより患者の血清(91MS2
53)との反応性について検査した。クラミジア感染と臨
床的に診断されていないヒト血清(88MS356)を陰性対
照として用いた。この結果は、その患者の血清はモノク
ローナルGLXA−Ab2対して1:2000を上回る力価を有して
いることを示した(図11)。このことにより、感染した
ヒトの抗血清はモノクローナルGLXA−Ab2に対する特異
的抗体を有し、このことはモノクローナルGLXA−Ab2がG
LXAの内部像であることを示唆する。
ウサギの抗クラミジア抗血清(88MS188)によるモノ
クローナルGLXA−Ab2の特異的認識も同様の方法で検査
した。ウサギ抗血清はEBを接種することにより産生させ
た。図12に示されるように、ウサギ抗血清は前免疫血清
と比較するとモノクローナルGLXA−Ab2に対してより高
い結合を有するが、それは期待されたよりは低かった。
結合間の差は1:1000の希釈係数まで観察される。このこ
とは、クラミジアに対するウサギ抗血清はモノクローナ
ルGLXA−Ab2を認識する特異的抗体を有するという内部
像としてのモノクローナルGLXA−Ab2についての追加的
証拠を示す。
同系マウスからの抗血清モノクローナルGLXA−Ab3はGLX
Aを認識する 内部像としての抗イディオタイプ抗体は、その抗原に
全く露出されたことがない動物において抗原特異的抗血
清を生じることができる。この場合、モノクローナルGL
XA−Ab2(91MS441)がGLXAの内部像である(すなわち同
じ抗原構造を有する)場合には、それらの動物が一度も
GLXAに露出されたことがないという事実にもかかわら
ず、そのモノクローナル抗体は同じ種のBALB/cByJマウ
スにおいて抗−GLXA抗体を産生させるはずである。最初
の実験においては8匹のマウスをモノクローナルAb2 I
gGで、4匹のマウスを正常マウスのIgGで免疫した。皮
下注射の際にはアジュバンドは使用しなかった。免疫お
よび一回のブースター注射後7日目および14日目に、各
群のマウスの内の半分を屠殺することによりこれらのマ
ウスから抗血清を取得した。免疫ドットブロット分析を
精製したGLXAを用いて実施した。このドットブロット
は、モノクローナルGLXA−Ab2 IgGで免疫されたマウス
が1:800もの高い力価を有し、これは正常マウスIgGで免
疫されたマウスの1:100もしくはそれを下回る力価に比
較されることを示した。このブロットを更に吸光度計に
より定量した。最初のブースター注射後に1:100に希釈
した際には4匹全てのマウスからの抗血清はGLXAに結合
した一方で、1:50に希釈した際ですら対照群においては
結合が全く観察されなかった。レシピエントが同系であ
るため、このことはこの抗血清は抗イディオタイプのパ
ラトープ(paratope)によってのみ誘導されることを示
す。
同系マウスからのGLXA−Ab3はGLXAへのモノクローナルA
b1の結合を阻害する GLXAに特異的に結合するGLXA−Ab3抗血清もやはり化
学発光測定免疫アッセイにより、GLXAへのモノクローナ
ルAb1の結合の阻害について検査した。1:25の希釈にお
いてはGLXA−Ab3は90%の結合を阻害し、これは免疫後
8日目の対照抗血清による18%の阻害に比較される。こ
れは非ラベル化モノクローナルGLXA−Ab1の10μlによ
り示される同一阻害に匹敵する。同一の阻害が、同量
(50μg/マウス)のIgGでの最初のブースター注射後−
週間目の14日間の抗血清において見いだされた。1:100
に希釈した際には阻害のパーセンテージは7日目の70%
から14日目の約50%にまで下降したことを特筆する。
モノクローナルGLXA−Ab2での免疫によりマウスがクラ
ミジア感染から保護される この調査においてはBALB/cByJマウスを眼のクラミジ
ア感染動物モデルとして用いた。最初の実験は39匹のマ
ウスを用いて実施した。20匹のマウスを50μgのモノク
ローナルGLXA−Ab2で、そして19匹をアジュバンドを用
いずに正常マウスのIgGで皮下的に免疫した。これらに
は1週間間隔で合計3回の注射を施した。最終注射後1
週間目には、それらのマウスにC.トラコマティス(C.tr
achomatis)の血液型亜型Cの基本小体(各眼内に5000I
FU)を接種した。この結膜スワブを感染後0、7、14、
および21日目にマウスの各眼から採取した。結膜スワブ
からの試料を回収し、そしてマッコイ(McCoy)細胞単
層内で48時間培養した。封入体を計数し、そして15視野
中の5つの封入体を陽性としてみなした。図13に示され
るように、モノクローナルGLXA−Ab2で免疫されたマウ
スは正常マウスのIgGで免疫されたマウスと比較すると
半分の感染性を有していた。第二実験においては(各群
において20匹のマウス)免疫を類似する様式で反復し
た。しかしながらこれらのマウスには、最初の実験にお
いて用いられたEBの100倍数である眼当たり106IFUを投
与した。驚くべきことにほとんど同じ保護曲線がそれら
のマウスにおいて見いだされ(図14)、モノクローナル
GLXA−Ab2が活発な宿主防御応答を誘導することが示唆
される。
第三の実験においては、水酸化アルミニウム(alum)
を免疫の際に用いた。10匹のマウスをアジュバンドとし
てのマーロックス(Maalox)の存在下でモノクローナル
GLXA−Ab2で免疫し、8匹のマウスをマーロックス(Maa
lox)なしで免疫し、そして16匹のマウスをマーロック
ス(Maalox)の存在下で正常マウスのIgGで免疫した。
免疫工程は先のものと同一である。マーロックス(Maal
ox)を免疫の際に使用する場合には、マウスにおける抗
−抗イディオタイプ抗血清の力価は免疫ドットブロット
においてGLXAに対して検査したところ2倍になってい
た。アジュバンドでの処理を施したマウスにおける高い
力価を示す抗血清は、alumなしで免疫したものと比較す
ると眼感染からのマウスの保護がより効率的であること
を示す(図15)。しかしながら、モノクローナルGLXA−
Ab2で免疫したマウスは、正常マウスのIgGプラスalumを
投与されたものと比較して有意に少ない感染を有してい
た。その上、この感染は攻撃誘発後28日目までには消失
した。第四実験においては、8匹のマウスをモノクロー
ナルGLXA−Ab2で免疫し、そして8匹のマウスをalumの
存在下で正常マウスのIgGで免疫した。免疫および接種
計画は以前のものと同一であった。しかしながら図16
(A)に示されるように、7日目には両方の群とも眼の
50%が感染しているという同程度の感染を有していた。
しかしながら10日目の始めには感染の有意な差がこの2
つの群の間に見られた。モノクローナルGLXA−Ab2 IgG
で免疫した群については、14日目に8つの眼の内の二つ
が陽性であった。22日目には8つの内の一つが陽性であ
った。28日目には陽性の眼は存在せず、これは感染の明
白な退行を示す。それとは対照的に、正常マウスのIgG
で免疫したマウスは14日目には、6つの眼の内の6つが
陽性であり、そして42日目まで陽性であり続けた。この
群における28日目までに減少し始めた感染化眼の数は天
然の治癒過程と思われる。最終実験においては先の実験
からの感染を完全に排除したマウスを、免疫が記憶に関
連しているか否かを評定する目的でEBで再攻撃誘発し
た。防御の点からの有意な因子は、免疫マウスが非免疫
マウスと比較してより早く眼から生物体を排除する能力
である。このことは、モノクローナルGLXA−Ab2で免疫
したマウスに関する事例として明白に示されている(図
16(B))。このことは、モノクローナルGLXA−Ab2
防御的免疫応答ばかりでなく記憶免疫応答をも誘導する
ことを示す。
この実施例は、GLXAを擬態する抗イディオタイプ抗体
がクラミジアの眼感染から動物モデルとしてのマウスを
防御することを説明する。抗イディオタイプ抗体を産生
するのに用いられたモノクローナル抗体mAb1(89MS30)
を完全なEBでの免疫により産生させ、そして属特異的抗
原へのその反応についてスクリーニングする。このモノ
クローナル抗体はGLXAを同定するのに用いられており、
そしてGLXAの多糖部分への特異的結合を証明する。この
抗体はcLPSに対して交差反応性であることも見いだされ
た。
第一に、GLXAとcLPSとは明らかに異なる属特異的抗原
である。GLXAはRB、EB、封入膜、宿主細胞膜上に見いだ
され、そして封入空間、感染細胞の細胞質、および周辺
部分内にはがれ落ちて行く。GLXAは感染細胞培養物の上
清から取得した。cLPSはEBおよびRB(主にRB)上の両方
に見いだされたが、一方cLPSは分泌されたり感染細胞か
らはがれ落ちたりすることはないが、RBに緩く結合して
いる。構造的にはこれらは異なる多糖部分を有する。GL
XAは独特な糖残基を有し、すなわちグロースもしくはグ
ロース誘導体、マンノース、およびガラクトースが恐ら
くグルオロン酸およびマヌロン酸の反復単位内に整列し
ているのであろう。2つの脂肪酸のみがその抗原に関連
することが見いだされ、これはcLPSの場合には少なくと
も12の脂肪酸が関連することと比較される。一方でcLPS
は典型的な直線の2−ケト−3−デオキシオクタノン酸
(KDO)トリサッカライド(共通のコア)、ならびにグ
ルコサミンおよびヘプトースのような多糖を有する。血
清学的には、モノクローナルGLXA−Ab1はグロースとマ
ンノースとの反復性ブロックに特異的に結合する。一方
でcLPSの属特異的エピトープはKDO上に存在し、特異的
決定基は2−8連結である。GLXAとcLPSとが同じエピト
ープを共有することはほとんどありそうもないことは明
白である。ポリクローナルであってもモノクローナルで
あっても、完全なEBもしくは精製されたcLPSのいずれか
を用いた免疫によって産生される抗体であってcLPSに特
異的である抗体は中和もしくは防御機能を有しないこと
が知られている。組成分析により、マンノースおよびガ
ラクトースと一緒になっているグロースがGLXAの特異的
エピトープを形成することが示唆される。一方でcLPS
は、エピトープとしてのKDOトリサッカライドに加えてK
DO領域内の他のエピトープおよび他の糖部分までも有し
ている。これらの後述構造は、他のグラム陰性細菌から
のLPSとの広域な交差反応性を示している。GLXAの防御
的エピトープは一連の糖残基でできているため、このcL
PSの内の幾つかのものが部分的にGLXAと共有されている
と考えることがより合理的である。
この交差反応性については幾つかの他の可能性が存在
する。それは例えば、(1)GLXAおよびcLPSはいずれの
一次的類似性も共有していないが、構造的には類似の結
合モチーフを形成し、(2)モノクローナルGLXA−Ab1
はcLPSに結合するが、GLXAとcLPSとは抗体結合部位にお
ける類似性を有していないということである。このモノ
クローナル抗体は多重特異的であることができ、これは
すなわちこの抗体はかなり異なるエピトープを認識でき
るということである。
先の論議から、モノクローナルGLXA−Ab1はGLXAエピ
トープに特異的であることが考えられ、GLXAとcLPSとが
いくつかの糖残基を共有するという可能性か、あるいは
単に構造類似性がその交差反応性を説明することができ
る。
抗イディオタイプ抗体、GLXA−Ab3およびモノクローナ
ルGLXA−Ab2 有望かつ長寿命の免疫原である抗イディオタイプ抗体 モノクローナルGLXA−Ab1を、複合体もしくはフロイ
ンド(Freund's)のアジュバンドの非存在下で皮下的に
モルモット内に注射した。4匹すべての免疫モルモット
は高い力価でモノクローナルAb1に特異的な抗イディオ
タイプ抗体を生じ、これは最初の免疫後3週間という早
い時期に見いだされた。この力価はELISAによると約1:5
000であった。産生された抗イディオタイプ抗血清はモ
ノクローナルGLXA−Ab1の超可変領域に特異的であるGLX
A−Ab2を比較的高い濃度で有した。これは正常マウスの
IgGによる二回の吸収後に示された。モルモットの抗イ
ディオタイプ抗体からのIgG1イソタイプを3匹のウサギ
における免疫原として使用した場合には、抗−抗イディ
オタイプ抗体の力価は免疫後2カ月目でも1:20,000を上
回っていた。このことは、免疫グロブリン自体が非常に
有望な免疫原であることを示す。このことは、種間の免
疫ばかりでなく同種の免疫にとっても事実である。モノ
クローナルな抗イディオタイプ抗体であるモノクローナ
ルGLXA−Ab2に関しては、免疫は、KLH−複合化もしくは
フロインド(Freund's)のアジュバンドなしで同系マウ
スにおいて実施した。このマウスは免疫後短期間中(9
日間)に高力価のGLXA−Ab3を生じた。この調査に用い
た研究計画は、より高い免疫原性のための複合体もしく
はフロインド(Freund's)のアジュバンドのいずれかを
用いる大半の方法とは異なる。このことは、抗原として
の免疫グロブリンは、大半の単離抗原もしくは合成ペプ
チド抗原と比較するとより抗原性が高いことを示す。
成功的なワクチンは、それが良好な免疫原であること
ばかりでなく、長期持続性があることを必要とする(そ
の宿主の一生涯中であることが好ましい)。イディオタ
イプにより産生される免疫性は長寿命である。3匹の免
疫モルモットからのモルモットGLXA−Ab2によるGLXAへ
のモノクローナルGLXA−Ab1の結合を阻害する能力は77
週間もの長い間記録された。3回のブースター注射のみ
で、免疫後一年目の阻害は免疫後の初期の段階に回収さ
れた抗血清にほぼ等しい。このことは、イディオタイプ
抗体であるモノクローナルGLXA−Ab1により誘導される
免疫性は長期間の記憶を有することが示される。抗体分
子もしくは抗体産生細胞の大部分のものの半減期は約数
週間であるため、ブースター注射の間隔(6カ月)はB
細胞および免疫グロブリンの寿命をはるかに越えてい
る。この抗イディオタイプ抗体を所定のレベルに保って
いるのはイディオタイプネットワーク内への定常刺激で
ある。この期間中のイディオタイプ特異性の変化はこの
事例においては観察されていない。
クラミジアGLXAの内部像、イソタイプの相違 この調査においては、モルモットのGLXA−Ab2 IgG1
およびIgG2を分離した。これら2つのイソタイプのイデ
ィオタイプに対する調節作用は評定しなかった。しかし
ながら、IgG1サブクラスとIgG2サブクラスとの間の差が
GLXAへのモノクローナルGLXA−Ab1の結合の阻害におい
て見いだされた。新規の系である化学発光測定免疫アッ
セイに関しては、インキュベーションおよび最終検出は
全てELISAにおけるような固相よりはむしろ溶液中で実
施し、こうして障害による阻害の可能性を著しく軽減し
た。この結果は、GLXA−Ab2 IgG1が100%の結合を阻害
する一方で、IgG2は同濃度において50%を阻害すること
を示した。このことは、GLXA−Ab2 IgG1はイディオタ
イプに対する結合に高い親和性を有するか、あるいは抗
原GLXAにより類似していることを示唆する。このこと
は、イディオタイプへのそれらの結合能のイソタイプ差
を示し、この差はそれら各々の活性部位の差を反映して
いる。IgG2はIgG1と異なるイディオタイプ結合能を有す
る。抗−strep−A炭水化物抗体のA5Aイディオタイプも
しくはホスホリルコリン抗体のT15イディオタイプを例
とする多数の優性イディオタイプの例が存在する。異な
る系に抗イディオタイプ抗体のいずれかのイソタイプ嗜
好性が存在するか否かは明らかではない。この所見は、
GLXA−Ab2の所定のイソタイプが内部像である一方で、
他のものはそうではないことを示唆している。
クラミジアGLXAの免疫原としてのモノクローナルGLXA−
Ab2 モノクローナルは抗イディオタイプ抗体を作製する目
的は、(1)ワクチン研究のための抗イディオタイプ抗
体の定常的な源を有し、(2)宿主細胞上のGLXAのため
の可能なレセプターを同定し、そして(3)更にGLXA上
のエピトープの特徴決定を行うことである。このことに
より、エピトープ密度の点におけるGLXAの生物学的機
能、感染のメカニズムにおけるその役割、およびインビ
ボでのクラミジア感染に対する防御的機能を理解するこ
とが可能になる。モノクローナル抗イディオタイプ抗体
の産生は、同系のBALB/cBYJマウスにおいて実施した。
最初の融合においてはスクリーニングした283クローン
からの安定で高阻害の一つのクローン(91MS441)を選
択した。第二融合においては、他のクローン(91MS44
2)を選択したが、それは化学発光測定免疫アッセイに
おいては91MS441程には阻害的ではない。このクローン
(91MS441)により産生されるモノクローナルGLXA−Ab2
は、クラミジア抗原GLXAの内部像であることが判明し
た。
マウスのGLXA−Ab3の阻害能は時間が経つと若干では
あるが明らかに減少することを特筆することは興味深
い。抗イディオタイプの容量はイディオタイプを亢進さ
せるか、あるいはイディオタイプを抑制するかのいずれ
かにおける因子であった。GLXA−Ab3によるこの阻害結
果は、モノクローナルGLXA−Ab2 IgGの二回の投与後に
は3回の投与後に得られる血清よりも阻害が高いことを
示している。このことにより、50μgは、単回用量には
高すぎるか、あるいは反復投与には多すぎるかのいずれ
かである。一方で、この結果は防御的免疫には低い量で
十分なことも示している。免疫の際の陰性対照として無
関連のクローンよりはむしろ正常マウスのIgGを選択し
た理由は、このことにより特異的クローンからの可能な
いずれかの偏りを回避されるであろうということであ
る。
モノクローナルGLXA−Ab1およびGLXA−Ab3は同一の抗原
結合性構造を有する 免疫ウサギおよびマウスからのGLXA−Ab3はGLXAもし
くは感染への事前の暴露はしていないが、免疫ドットブ
ロットアッセイによると親和性精製したGLXAを認識し
た。GLXAへのモノクローナルGLXA−Ab1の結合は、GLXA
−Ab3の濃度の上昇に伴って阻害される。このことは、
抗−抗イディオタイプはイディオタイプと等価な抗原反
応性を有することを示し、これはすなわちそれらは同じ
エピトープを認識するということである。ウサギからの
モノクローナルGLXA−Ab1およびGLXA−Ab3のGLXAへの同
一の抗原反応性は更に、感染させたマッコイ(McCoy)
細胞培養物中の封入体の免疫蛍光染色においても証明さ
れた。この実験により抗体の構造類似性が示唆された。
GLXAの役割を同定するためにGLXAを擬態するモノクロー
ナルGLXA−Ab2を使用することは、抗イディオタイプ防
御のメカニズムを理解する上で重要であろう。この実験
は、ヒトの類表皮癌細胞(A431)ならびにヒトの子宮内
膜腺上皮細胞(HEGEC)を用いて実施した。これらの細
胞株は、それらがヒト起源であるという理由で使用し
た。予備的な結合実験を、FACScan(Becton Dickinson
社、N.J)フローサイトメトリーを用いて検出される直
接抗体染色により実施した。これらの上皮細胞、特にHE
GEC細胞の単一細胞懸濁液への分離は、酵素もしくは苛
酷な分離法を用いなければ非常に困難であるために、こ
の細胞集団は単体、二量体、および多量体でできてい
る。単体細胞集団は細胞破片のすぐ上を通門した(gate
d)。正常マウスのIgGで染色した細胞である対照は厳密
に同じゲートに存在するため、これら2つの群は同定度
であるものと思われる。その上結合は直接的であり、モ
ノクローナルGLXA−Ab2もしくは正常マウスのIgGを直接
的にビオチンラベル化した。宿主細胞(HEGEC)に特異
的に結合したモノクローナルGLXA−Ab2の強度は濃度と
共に増加する。一方で正常マウスのIgGは最も高い濃度
でさえもこのような結合は有さない。この所見が反復さ
れ、そして正当であることが判明することが可能であれ
ば、GLXAはHEGEC細胞に結合する粘着素もしくはリガン
ドである。GLXAが粘着素もしくはリガンドであると考え
るのには幾つかの理由が存在する。第一には先に記載し
たように、GLXA−Ab3の中和は非常に初期の段階で生じ
る。このことは、GLXA−Ab3で処理したEBを接種した霊
長類から採取した結膜試料中には明らかに有意なクラミ
ジア特異的リボソームRNAが存在しないという所見によ
り立証される。このことは、GLXA−Ab3がEBを宿主内に
入らせないように妨害することを示唆していた。第二
に、GLXAはマッコイ(McCoy)細胞をGLXAと共に予備イ
ンキュベートした際に約3倍感染を亢進させることを見
いだした。粘着素もしくはリガンドとしてのGLXAが宿主
細胞へのEBの接着を容易にする場合にのみこの結果が生
じることが可能となる。実際に、EBは宿主細胞を感染す
るのにこのメカニズムをよく使用することができ、それ
はGLXAが感染細胞から分泌されるためである。
GLXAの役割の可能なメカニズムは以下のようなもので
あることができ、それはEBが、EB上のGLXAか、あるいは
周辺部分内へ感染細胞により分泌される遊離のGLXAのい
ずれかにより宿主細胞に接着するというものである。こ
のことは、GLXAが周辺部分に吸着することを非常に容易
かつ効率的にする。その後にEBはEB上のGLXAにより宿主
細胞に接着し、そうして宿主細胞に結合する。このメカ
ニズムは一対一接着と比較するとはるかにより効率的で
あるように思われる。
GLXA−Ab3によるクラミジア感染の中和 インビトロでの予備的な中和テストにより、ウサギAb
3で処理したC.トラコマティス(C.trachomatis)血清型
亜型BのEBと比較するとGLXA−Ab1で処理したもののほ
うについてより多いクラミジア封入体が見いだされたこ
とが示された。このことは、GLXA−Ab3が感染を中和す
る一方で、モノクローナルGLXA−Ab1はそうではないこ
とを示す。GLXA−Ab3は細胞培養物における感染を中和
したが、モノクローナルGLXA−Ab1はそうではなかっ
た。このインビトロでの結果は、霊長類感染モデルを用
いる2つの後の実験においてインビボで反復された。GL
XA−Ab3はインビトロおよびインビボの両方において効
果的にクラミジア感染を中和することが立証された。
この中和のメカニズムの理解は、クラミジア特異的RN
Aハイブリッド形成実験から得られる。霊長類の眼にGLX
A−Ab3もしくは正常ウサギのIgGで処理したEBを接種し
た。クラミジアRNAは接種前および接種後の様々な日に
ちに霊長類から採取した結膜スワブから検出された。こ
の調査において用いられるRNAハイブリッド形成アッセ
イは、細胞培養もしくはDFA、あるいはその両方のいず
れかによると確実に陰性である試料中のクラミジア感染
を検出するための非常に感度の高い方法である。Ab3
理を施した霊長類中に見いだされた実質的に低いRNA
は、中和はその生物体のインターナリゼーション前の非
常に初期の感染段階で生じることの証拠を提供する。こ
のことは、GLXAが接着の段階で機能する粘着素又はリガ
ンドである可能性があることを示唆している。
クラミジア感染に対する予防における体液性免疫の役
割は長いこと記載されてきている。しかしながら、体液
性免疫がクラミジア感染を予防することにおいて幾つか
の役割を担っている可能性があることをインビトロおよ
びインビボの両方において我々は示した。
モノクローナルGLXA−Ab2での免疫によるクラミジア感
染からのマウスの保護 BALB/cByJマウスにおけるクラミジアの眼感染モデル
をモノクローナル抗イディオタイプ抗体であるモノクロ
ーナルGLXA−IgGを用いるワクチン研究に利用した。こ
れはヒトのみに感染するC.トラコマトゥス(C.trachoma
tous)血清型亜型のためのモデルである。免疫実験にお
いては、モノクローナル(GLXA−Ab2)IgG(50μg/マウ
ス)を用いてアジュバンドの存在下か、もしくはアジュ
バンドなしかのいずれかで各群中6〜20匹のマウスを皮
下的に免疫した。モノクローナルGLXA−Ab2で免疫した
マウスは、単回の免疫後一週間目に検出可能な顕著なGL
XA−Ab3力価を備えていた。この調査に用いた系は同系
であり、モノクローナルGLXA−Ab1、モノクローナルGLX
A−Ab2、もしくはGLXA−Ab3は全て同じ株のマウスにお
いて産生される。これらは遺伝子的に同じ免疫グロブリ
ンを有する。唯一の「外来性構造」は各種類の抗体の特
異的結合部位である(モノクローナルGLXA−Ab1もしく
はモノクローナルGLXA−Ab2)。同じ株からの正常マウ
スのIgGを陰性対照として用いた。モノクローナルGLXA
−Ab2で免疫したマウスは一貫して、対照群と比較し
て、精製したGLXAに対して有意に高いGLXA−Ab3力価を
呈した。平均力価は1:3200程に高く、これは正常マウス
のIgGで免疫したマウスにおける1:200と比較される。こ
のことは、同系マウスにおけるGLXA−Ab3抗体の産生はG
LXAを擬態する構造である超可変領域により誘導される
ことを明確に示している。その上、これらのマウスから
のGLXA−Ab3は非ラベル化モノクローナルGLXA−Ab1と同
様に効率よく、GLXAへのモノクローナルGLXA−Ab1の結
合を阻害した。これらの実験は、モノクローナルGLXA−
Ab2がGLXAの単一エピトープを擬態することを示してい
る。
C.トラコマトゥス(C.trachomatous)による眼感染か
らのマウスの保護は、インビボでの4つの個別の実験に
おいて一貫して示された。モノクローナルGLXA−Ab2
しくは正常マウスのIgGで免疫したマウス(毎週3回づ
つ)は、EB(5000IFU/眼)の接種により眼を感染させ
た。結膜スワブを、感染前および後の様々な日にちに採
取した。封入体は細胞培養により検出した。モノクロー
ナルGLXA−Ab2 IgGで免疫したマウスの眼は有意な短期
回復を見せた(眼接種後9日目であり、これは正常マウ
スのIgGで免疫した対照の28日目にされる)。GLXA−Ab3
力価は細胞培養結果と良好に相関する。このことによ
り、GLXAの単一のエピトープを擬態するモノクローナル
GLXA−Ab2は有効な免疫原であり、クラミジア感染に対
する強力な防御的免疫応答を誘導することが示される。
このことは、単一の防御的エピトープがクラミジアのGL
XA上に存在することを示している。
中和および保護のメカニズムの今後の展望 この実施例は、非中和用モノクローナルGLXA−Ab1
抗イディオタイプ抗体(GLXA−Ab2)を通してインビボ
で中和用のGLXA−Ab3を産生することができることの最
初の記述である。中心課題は、クラミジアのEBでの免疫
により産生されるモノクローナルGLXA−Ab1は再感染の
中和を行わないか、あるいは再感染から霊長類を保護し
ないかである一方で、モルモットのGLXA−Ab2により産
生されるGLXA−Ab3は感染を中和し、そしてモノクロー
ナルGLXA−Ab2での免疫は再感染からマウスを保護する
ということである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12P 21/08 C12N 5/00 B (72)発明者 マクドナルド,アレックス・ブルース アメリカ合衆国マサチューセッツ州 01002,アムハースト,ハイ・ストリー ト 162 (72)発明者 アン,リン・リン アメリカ合衆国カリフォルニア州92037, ラホーラ,ヴィア・マーロック・ドライ ブ 8528―ビー (72)発明者 スチュワート,エリザベス・サットン アメリカ合衆国マサチューセッツ州 01002,アムハースト,チャペル・ロー ド 39 (72)発明者 フィッタムーハドソン,ジュディス・エ イ アメリカ合衆国ミシガン州48375,ノヴ ィ,ソーントン・レーン 44550 (56)参考文献 Chlamydial Infect ions,BOWIE,et al., published 1990 by Ea mbridqe University Press(N.Y.)P.205−208 Science,Vol.228,P. 162−165(1985) Biotechniques,Vo l.3,No.5,P.404−408 (1985) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07K 16/12 C12P 21/08 C12N 15/00 C12N 5/00 A61K 39/395 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】属特異的なクラミジア糖脂質エキソ抗原
    (GLXA)を含む抗原を認識する抗−抗イディオタイプ抗
    体を動物内に誘導するための抗イディオタイプモノクロ
    ーナル抗体。
  2. 【請求項2】属特異的なクラミジア糖脂質エキソ抗原
    (GLXA)を含む抗原を認識する抗−抗イディオタイプ抗
    体を動物内に誘導する抗イディオタイプモノクローナル
    抗体を産生する継続ハイブリッド細胞系。
  3. 【請求項3】ATCCの寄託番号H.B.11301である、請求項
    2に記載の継代ハイブリッド細胞系。
  4. 【請求項4】属特異的なクラミジア糖脂質エキソ抗原
    (GLXA)を含む抗原を認識する抗−抗イディオタイプ抗
    体を動物内に誘導する抗イディオタイプ抗体を産生する
    免疫脾臓細胞のハイブリッドである、請求項2に記載の
    細胞系。
  5. 【請求項5】動物内へのクラミジア感染に対して当該動
    物を有効に免疫化するのに充分な量を含む、動物に投与
    するためのワクチンであって、属特異的なクラミジア糖
    脂質エキソ抗原(GLXA)を含む抗原を認識する抗−抗イ
    ディオタイプ抗体を動物内に誘導する抗イディオタイプ
    モノクローナル抗体、当該抗イディオタイプ抗体のFab
    断片およびそれらの混合物からなるグループから選択さ
    れる生物学的な活性な組成物、並びに薬学的に受容可能
    なアジュバントを含む、前記ワクチン。
  6. 【請求項6】動物内へのクラミジア感染に対して当該動
    物を有効に免疫化するのに充分な量を含む、動物に投与
    するためのワクチンであって、属特異的なクラミジア糖
    脂質エキソ抗原(GLXA)を含む抗原を認識する抗−抗イ
    ディオタイプ抗体を動物内に誘導し、そしてATCCの寄託
    番号H.B.11301の継代ハイブリッド細胞系によって産生
    される抗イディオタイプモノクローナル抗体、当該抗イ
    ディオタイプ抗体のFab断片およびそれらの混合物から
    なるグループから選択される生物学的に活性な組成物、
    並びに薬学的に受容可能なアジュバントを含む、前記ワ
    クチン。
  7. 【請求項7】アジュバントが水酸化アルミニウムであ
    る、請求項5に記載のワクチン。
  8. 【請求項8】アジュバントが水酸化アルミニウムであ
    る、請求項6に記載のワクチン。
  9. 【請求項9】前記動物がヒトである、請求項5または7
    に記載のワクチン。
  10. 【請求項10】前記動物がヒトである、請求項6または
    8に記載のワクチン。
  11. 【請求項11】クラミジア感染に対して動物を免疫化す
    るための生物学的に活性な組成物であって、クラミジア
    感染に対して有効に免疫化するのに充分な量の、属特異
    的なクラミジア糖脂質エキソ抗原(GLXA)を含む抗原を
    認識する抗−抗イディオタイプ抗体を動物内に誘導する
    抗イディオタイプモノクローナル抗体、当該抗イディオ
    タイプ抗体のFab断片およびそれらの混合物からなるグ
    ループから選択される、前記組成物。
  12. 【請求項12】前記抗イディオタイプ抗体が、ATCCの寄
    託番号H.B.11301の継代ハイブリッド細胞系によって産
    生される、請求項11に記載の組成物。
  13. 【請求項13】前記動物がヒトである、請求項11または
    12に記載の組成物。
  14. 【請求項14】請求項3の細胞系によって産生されるモ
    ノクローナル抗体。
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